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C# dynamic類型使用詳解

 更新時間:2024年12月31日 09:10:23   作者:我是唐青楓  
C#中的dynamic類型允許在運行時確定對象的類型和成員,跳過編譯時類型檢查,適用于處理未知類型的對象或與動態(tài)語言互操作,dynamic支持動態(tài)成員解析、添加和刪除動態(tài)成員,但性能開銷較大,類型安全性和調(diào)試?yán)щy

簡介

C# 中的 dynamic 是一種特殊類型,它允許在運行時確定對象的類型和成員,而不是在編譯時。

dynamic 的定義

  • dynamic 是一種類型,它告訴編譯器對其進行“動態(tài)類型解析”。
  • dynamic 類型的變量會跳過編譯時類型檢查,所有的操作會推遲到運行時進行。
  • 適合處理未知類型的對象,或需要與動態(tài)語言(如 Python、JavaScript)互操作的場景。

dynamic 的使用

動態(tài)類型賦值

dynamic obj = 10;  // 可以是整數(shù)
obj = "Hello";     // 可以變成字符串
obj = new { Name = "John", Age = 30 }; // 也可以是匿名類型

訪問成員

動態(tài)對象的成員在運行時解析,因此可以訪問任意成員:

如果訪問了不存在的成員,運行時會拋出 RuntimeBinderException

dynamic obj = new { Name = "John", Age = 30 };
Console.WriteLine(obj.Name); // 輸出: John

動態(tài)方法調(diào)用

dynamic math = new { Add = (Func<int, int, int>)((x, y) => x + y) };
Console.WriteLine(math.Add(2, 3)); // 輸出: 5

dynamic 的核心特性

與編譯時類型(靜態(tài)類型)的區(qū)別:

  • 編譯時檢查:dynamic 不會在編譯時檢查類型或成員是否存在,所有操作推遲到運行時。
  • 靜態(tài)類型:object 和其他類型在編譯時進行類型檢查。
object obj1 = 10;
// obj1.SomeMethod(); // 編譯錯誤:object 沒有 SomeMethod 方法

dynamic obj2 = 10;
// obj2.SomeMethod(); // 編譯通過,但運行時拋出異常

類型推斷

動態(tài)類型在運行時確定,而靜態(tài)類型通過編譯器推斷:

dynamic dynamicVariable = 123; // 編譯器不檢查類型
int staticVariable = 123;      // 編譯器推斷為 int

object obj = "Hello";
// Console.WriteLine(obj.Length); // 編譯錯誤
Console.WriteLine(((string)obj).Length); // 強制轉(zhuǎn)換

dynamic dyn = "Hello";
Console.WriteLine(dyn.Length); // 運行時解析,編譯通過

使用場景

  • 與動態(tài)語言交互:調(diào)用動態(tài)語言的 API,如 COM 對象、IronPython
  • JSONXML 數(shù)據(jù)處理:在處理結(jié)構(gòu)未知的數(shù)據(jù)時動態(tài)解析。
  • 匿名類型和動態(tài)擴展:快速訪問動態(tài)創(chuàng)建的對象。

注意事項

  • 性能開銷:動態(tài)綁定會引入性能開銷,因為解析是在運行時完成的。
  • 類型安全:缺乏編譯時類型檢查,可能導(dǎo)致運行時錯誤。
  • 調(diào)試?yán)щy:錯誤可能難以發(fā)現(xiàn),尤其是在復(fù)雜場景中。

ExpandoObject 與 dynamic

ExpandoObject 是一個動態(tài)對象,可在運行時動態(tài)添加或刪除成員:

常用于需要靈活擴展的場景,如 JSON 數(shù)據(jù)的解析

using System.Dynamic;

dynamic expando = new ExpandoObject();
expando.Name = "John";
expando.Age = 30;

Console.WriteLine($"{expando.Name}, {expando.Age}");

ExpandoObject 內(nèi)部實現(xiàn)機制

ExpandoObject 實現(xiàn)了以下關(guān)鍵接口:

  • IDynamicMetaObjectProvider:提供動態(tài)行為(如動態(tài)調(diào)用、成員訪問)的核心接口。
  • IDictionary<string, object>:內(nèi)部使用一個 Dictionary <string, object> 存儲動態(tài)添加的成員。
using System.Dynamic;

dynamic expando = new ExpandoObject();
expando.Name = "John"; // 動態(tài)添加成員
Console.WriteLine(expando.Name); // 動態(tài)訪問成員

// 等價于:
var expando = new ExpandoObject() as IDictionary<string, object>;
expando["Name"] = "John";
Console.WriteLine(expando["Name"]);

ExpandoObject 如何實現(xiàn)動態(tài)性?

ExpandoObject 使用動態(tài)綁定和元對象來實現(xiàn)動態(tài)行為:

  • 動態(tài)綁定:通過 IDynamicMetaObjectProvider,在運行時解析屬性、方法等訪問請求。
  • 內(nèi)部字典:通過 Dictionary<string, object> 存儲成員。
  • 元對象:ExpandoObject 的動態(tài)行為由一個元對象 ExpandoMetaObject 提供支持,它負(fù)責(zé)解釋動態(tài)操作并將其映射到內(nèi)部字典。

ExpandoObject 線程安全性

  • ExpandoObject 本質(zhì)上不是線程安全的,因為它允許動態(tài)修改成員。
  • 在多線程場景下,需要通過顯式鎖定來確保線程安全。

ExpandoObject 使用示例

  • 動態(tài)添加/刪除成員
dynamic expando = new ExpandoObject();
expando.Name = "John";
expando.Age = 30;

// 刪除成員
var dict = (IDictionary<string, object>)expando;
dict.Remove("Age");

// 檢查成員
Console.WriteLine(dict.ContainsKey("Name")); // True
Console.WriteLine(dict.ContainsKey("Age"));  // False
  • 結(jié)合 LINQ 查詢

因為 ExpandoObject 實現(xiàn)了 IDictionary<string, object>,可以結(jié)合 LINQ 操作:

dynamic expando = new ExpandoObject();
expando.Name = "John";
expando.Age = 30;

var dict = (IDictionary<string, object>)expando;
var filtered = dict.Where(kv => kv.Key.StartsWith("N"));

foreach (var kv in filtered)
{
    Console.WriteLine($"{kv.Key}: {kv.Value}");
}

綜合考慮

1.使用 dynamic 的場景:

  • 與外部動態(tài)類型(如 COM、動態(tài)語言)交互。
  • 動態(tài)調(diào)用方法或訪問屬性,無需構(gòu)建明確的對象。
  • 臨時需要動態(tài)行為,但不需要動態(tài)修改成員。

2.使用 ExpandoObject 的場景:

  • 需要構(gòu)建動態(tài)擴展的對象。
  • 動態(tài)添加和刪除屬性。
  • 構(gòu)建輕量級、靈活的業(yè)務(wù)模型。

選擇建議

特性dynamicExpandoObject
動態(tài)成員解析支持任意動態(tài)成員,解析時運行時檢查只能操作明確添加到對象的動態(tài)成員
動態(tài)成員添加/刪除不支持支持(通過字典實現(xiàn))
類型檢查編譯時無類型檢查,運行時解析同樣運行時解析
適合的場景動態(tài)語言互操作、臨時操作、反射動態(tài)構(gòu)建對象、領(lǐng)域模型擴展
性能比靜態(tài)類型慢,因為運行時動態(tài)綁定更高效,基于字典實現(xiàn)
實現(xiàn)復(fù)雜度動態(tài)行為由 CLR 處理由 ExpandoObject 自行實現(xiàn)動態(tài)行為
對字典的支持不支持內(nèi)部就是 IDictionary<string, object>
安全性運行時錯誤較多,調(diào)試復(fù)雜動態(tài)但有一定約束

總結(jié)

以上為個人經(jīng)驗,希望能給大家一個參考,也希望大家多多支持腳本之家。

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