C# 中的動態型別
阿新 • • 發佈：2021-01-21
> 翻譯自 Camilo Reyes 2018年10月15日的文章 [《Working with the Dynamic Type in C#》](https://www.red-gate.com/simple-talk/dotnet/c-programming/working-with-the-dynamic-type-in-c/) [^1]
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> .NET 4 中引入了動態型別。動態物件使您可以處理諸如 JSON 文件之類的結構，這些結構的組成可能要到執行時才能知道。在本文中，Camilo Reyes 解釋瞭如何使用動態型別。
[^1]: ("{\"a\":1}") as dynamic;
Console.WriteLine($"exObj.a = {exObj?.a}, type of {exObj?.a.GetType()}");
//exObj.a = 1, type of System.Int64
```
它將會在控制檯列印 `1` 和 `long`。請注意，儘管它是一個動態 JSON，但它會繫結到 CLR 中的 C# 型別。由於數字的型別未知，因此序列化程式預設會選擇最大的 `long` 型別。注意，我成功地將序列化結果轉換成了具有 null 檢查的 `dynamic` 型別，其原因是序列化程式返回來自 CLR 的 `object` 型別。因為 `ExpandoObject` 繼承自 `System.Object`，所以可以被拆箱成 DLR 型別。
更奇妙的是，可以用 `IDictionary` 列舉 `exObj`：
```csharp
foreach (var exObjProp in exObj as IDictionary ?? new Dictionary())
{
Console.WriteLine($"IDictionary = {exObjProp.Key}: {exObjProp.Value}");
}
```
它在控制檯中輸出 `IDictionary = a: 1`。請確保使用 `string` 和 `object` 作為鍵和值的型別。否則，將在轉換的過程中丟擲 `RuntimeBinderException` 異常。
## DynamicObject 動態型別
`DynamicObject` 提供對動態型別的精確控制。您可以繼承該型別並重寫動態行為。例如，您可以定義如何設定和獲取型別中的動態成員。`DynamicObject` 允許您通過重寫選擇實現哪些動態操作。這比實現 `IDynamicMetaObjectProvider` 的語言實現方式更易訪問。它是一個抽象類，需要繼承它而不是例項化它。該類有 14 個虛方法，它們定義了型別的動態操作，每個虛方法都允許重寫以指定動態行為。
假設您想要精確控制動態 JSON 中的內容。儘管事先不知道其屬性，您卻可以使用 `DynamicObject` 來控制型別。
讓我們來重寫三個方法，`TryGetMember`、`TrySetMember` 和 `GetDynamicMemberNames`：
```csharp
public class TypedDynamicJson : DynamicObject
{
private readonly IDictionary _typedProperty;
public TypedDynamicJson()
{
_typedProperty = new Dictionary();
}
public override bool TryGetMember(GetMemberBinder binder, out object result)
{
T typedObj;
if (_typedProperty.TryGetValue(binder.Name, out typedObj))
{
result = typedObj;
return true;
}
result = null;
return false;
}
public override bool TrySetMember(SetMemberBinder binder, object value)
{
if (value.GetType() != typeof(T))
{
return false;
}
_typedProperty[binder.Name] = (T)value;
return true;
}
public override IEnumerable GetDynamicMemberNames()
{
return _typedProperty.Keys;
}
}
```
C# 泛型強型別 `_typedProperty` 以泛型的方式驅動成員型別。這意味著其屬性型別來自泛型型別 `T`。動態 JSON 成員位於字典中，並且僅儲存泛型型別。此動態型別允許同一型別的同類成員集合。儘管它允許動態成員集，但您可以強型別其行為。假設您只關心任意 JSON 中的 `long` 型別：
```csharp
var dynObj = JsonConvert.DeserializeObject>("{\"a\":1,\"b\":\"1\"}") as dynamic;
Console.WriteLine($"dynObj.a = {dynObj?.a}, type of {dynObj?.a.GetType()}");
var members = string.Join(",", dynObj?.GetDynamicMemberNames());
Console.WriteLine($"dynObj member names: {members}");
```
結果是，您將看到一個值為 `1` 的屬性，因為第二個屬性是 `string` 型別。如果將泛型型別更改為 `string`，將會獲得第二個屬性。
## 型別結果
到目前為止，已經涉及了相當多的領域; 以下是一些亮點：
- CLR 和 DLR 中的所有型別都繼承自 `System.Object`
- DLR 是所有動態操作發生的地方
- `ExpandoObject` 實現了 CLR 中諸如 `IDictionary` 的可列舉型別
- `DynamicObject` 通過虛方法對動態型別進行精確控制
看一下在控制檯的結果截圖：
## 單元測試
對於單元測試，我將使用 xUnit 測試框架。 在 .NET Core 中，您可以使用 `dotnet new xunit` 命令新增一個測試專案。一個顯而易見的問題是模擬和驗證動態引數，例如，假設您想驗證一個方法呼叫是否具有動態屬性。
要使用 Moq 模擬庫，您可以通過 NuGet 新增此依賴項，例如：
```csharp
dotnet add package Moq –-version 4.10.0
```
假設您有一個介面，其想法是驗證它是否被正確的動態物件呼叫。
```csharp
public interface IMessageBus
{
void Send(dynamic message);
}
```
忽略該介面的實現。這些實現細節對於編寫單元測試不是必需的。下面是被測試的系統：
```csharp
public class MessageService
{
private readonly IMessageBus _messageBus;
public MessageService(IMessageBus messageBus)
{
_messageBus = messageBus;
}
public void SendRawJson(string json)
{
var message = JsonConvert.DeserializeObject(json) as dynamic;
_messageBus.Send(message);
}
}
```
您可以使用泛型，這樣就可以為序列化程式傳入動態型別。然後呼叫 `IMessageBus` 併發送動態訊息。被測試的方法接受一個 `string` 引數，並使用 `dynamic` 型別進行呼叫。
對於單元測試，請將其封裝在 `MessageServiceTests` 類中。首先初始化 Mock 和被測試的服務：
```csharp
public class MessageServiceTests
{
private readonly Mock _messageBus;
private readonly MessageService _service;
public MessageServiceTests()
{
_messageBus = new Mock();
_service = new MessageService(_messageBus.Object);
}
}
```
使用 Moq 庫中的 C# 泛型來模擬 `IMessageBus`，然後使用 `Object` 屬性建立一個模擬例項。在所有的單元測試中私有例項變數都很有用，高可重用性的私有例項增加了類的內聚性。
使用 Moq 驗證呼叫，一種直觀的方式是嘗試這麼做：
```csharp
_messageBus.Verify(m => m.Send(It.Is(o => o != null && (o as dynamic).a == 1)));
```
但是，遺憾的是，您將看到這樣的錯誤訊息：“表示式樹不能包含動態操作。” 這是因為 C# lambda 表示式無法訪問 DLR，它期望一個來自 CLR 的型別，這使得此動態引數難以驗證。記得您的訓練，利用您的“程式碼感”來解決這個問題。
要處理諸如型別之間不一致的問題，請使用 `Callback` 方法：
```csharp
dynamic message = null;
_messageBus.Setup(m => m.Send(It.IsAny())).Callback