Практическое руководство. Изучение универсальных типов и создание их экземпляров при помощи отражения

Статья
11/05/2008

Обновлен: Ноябрь 2007

Сведения об универсальных типах получаются аналогично сведениям о других типах: путем изучения объекта Type, который представляет универсальный тип. Принципиальная разница заключается в том, что универсальный тип имеет список объектов Type, представляющих его параметры универсального типа. В первой процедуре данного раздела изучаются универсальные типы.

Можно создать объект Type, представляющий сконструированный тип, путем привязки аргументов типа к параметрам типа определения универсального типа. Это демонстрируется во второй процедуре.

Чтобы изучить универсальный тип и его параметры типа

Получите экземпляр класса Type, который представляет этот универсальный тип. В следующем примере этот тип получается с использованием оператора C# typeof (GetType в Visual Basic, typeid в Visual C++). Другие способы получения объекта Type см. в теме, посвященной классу Type. Обратите внимание, что в оставшейся части этой процедуры этот тип содержится в параметре метода с именем t.
```
Dim d1 As Type = GetType(Dictionary(Of ,))
```
```
Type d1 = typeof(Dictionary<,>);
```

Для определения того, является ли тип универсальным, используется свойство IsGenericType, а для определения того, является ли тип определением универсального типа, свойство IsGenericTypeDefinition.

Console.WriteLine("   Is this a generic type? " _ 
    & t.IsGenericType)
Console.WriteLine("   Is this a generic type definition? " _ 
    & t.IsGenericTypeDefinition)

Console.WriteLine("   Is this a generic type? {0}",
    t.IsGenericType);
Console.WriteLine("   Is this a generic type definition? {0}",
    t.IsGenericTypeDefinition);

Получите массив, содержащий аргументы универсального типа, с использованием метода GetGenericArguments.
```
Dim typeParameters() As Type = t.GetGenericArguments()
```
```
Type[] typeParameters = t.GetGenericArguments();
```

Для каждого аргумента типа следует определить, является ли он параметром типа (например, в определении универсального типа) или типом, который был задан для параметра типа (например, в сконструированном типе) с использованием свойства IsGenericParameter.

Console.WriteLine("   List {0} type arguments:", _
    typeParameters.Length)
For Each tParam As Type In typeParameters
    If tParam.IsGenericParameter Then
        DisplayGenericParameter(tParam)
    Else
        Console.WriteLine("      Type argument: {0}", _
            tParam)
    End If
Next

Console.WriteLine("   List {0} type arguments:", 
    typeParameters.Length);
foreach( Type tParam in typeParameters )
{
    if (tParam.IsGenericParameter)
    {
        DisplayGenericParameter(tParam);
    }
    else
    {
        Console.WriteLine("      Type argument: {0}",
            tParam);
    }
}

В системе типов параметр универсального типа представлен экземпляром класса Type, как обычные типы. В следующем примере показано имя и расположение параметра для объекта Type, который представляет параметр универсального типа. В этом примере определить положение параметра не представляет труда; эти сведения более важны при изучении параметра типа, который используется в качестве аргумента типа для другого универсального типа.
```
Private Shared Sub DisplayGenericParameter(ByVal tp As Type)
    Console.WriteLine("      Type parameter: {0} position {1}", _
        tp.Name, tp.GenericParameterPosition)
```
```
private static void DisplayGenericParameter(Type tp)
{
    Console.WriteLine("      Type parameter: {0} position {1}", 
        tp.Name, tp.GenericParameterPosition);
```

Определите ограничение базового типа и ограничения интерфейса параметра универсального типа с использованием метода GetGenericParameterConstraints, чтобы получить все ограничения в одном массиве. Расположение ограничений в конкретном порядке не гарантируется.

Dim classConstraint As Type = Nothing

For Each iConstraint As Type In tp.GetGenericParameterConstraints()
    If iConstraint.IsInterface Then
        Console.WriteLine("         Interface constraint: {0}", _
            iConstraint)
    End If
Next

If classConstraint IsNot Nothing Then
    Console.WriteLine("         Base type constraint: {0}", _
        tp.BaseType)
Else
    Console.WriteLine("         Base type constraint: None")
End If

Type classConstraint = null;

foreach(Type iConstraint in tp.GetGenericParameterConstraints())
{
    if (iConstraint.IsInterface)
    {
        Console.WriteLine("         Interface constraint: {0}",
            iConstraint);
    }
}

if (classConstraint != null)
{
    Console.WriteLine("         Base type constraint: {0}", 
        tp.BaseType);
}
else
    Console.WriteLine("         Base type constraint: None");

При помощи свойства GenericParameterAttributes можно выявить особые ограничения для параметра типа, например требования, чтобы он являлся ссылочным типом. Это свойство содержит значения, представляющие расхождение, которое можно замаскировать, как показано в следующем коде.
```
Dim sConstraints As GenericParameterAttributes = _
    tp.GenericParameterAttributes And _
    GenericParameterAttributes.SpecialConstraintMask
```
```
GenericParameterAttributes sConstraints = 
    tp.GenericParameterAttributes & 
    GenericParameterAttributes.SpecialConstraintMask;
```

Атрибуты особого ограничения являются флагами, флаг (GenericParameterAttributes.None), который не представляет особые ограничения, также не представляет ковариацию или контрвариацию. Таким образом, для проверки любого из этих условий необходимо использовать подходящую маску. В этом случае следует использовать свойство GenericParameterAttributes.SpecialConstraintMask для изоляции флагов особых ограничений.

If sConstraints = GenericParameterAttributes.None Then
    Console.WriteLine("         No special constraints.")
Else
    If GenericParameterAttributes.None <> (sConstraints And _
        GenericParameterAttributes.DefaultConstructorConstraint) Then
        Console.WriteLine("         Must have a parameterless constructor.")
    End If
    If GenericParameterAttributes.None <> (sConstraints And _
        GenericParameterAttributes.ReferenceTypeConstraint) Then
        Console.WriteLine("         Must be a reference type.")
    End If
    If GenericParameterAttributes.None <> (sConstraints And _
        GenericParameterAttributes.NotNullableValueTypeConstraint) Then
        Console.WriteLine("         Must be a non-nullable value type.")
    End If
End If

if (sConstraints == GenericParameterAttributes.None)
{
    Console.WriteLine("         No special constraints.");
}
else
{
    if (GenericParameterAttributes.None != (sConstraints &
        GenericParameterAttributes.DefaultConstructorConstraint))
    {
        Console.WriteLine("         Must have a parameterless constructor.");
    }
    if (GenericParameterAttributes.None != (sConstraints &
        GenericParameterAttributes.ReferenceTypeConstraint))
    {
        Console.WriteLine("         Must be a reference type.");
    }
    if (GenericParameterAttributes.None != (sConstraints &
        GenericParameterAttributes.NotNullableValueTypeConstraint))
    {
        Console.WriteLine("         Must be a non-nullable value type.");
    }
}

Конструирование экземпляра универсального типа

Универсальный тип напоминает шаблон. Нельзя создать его экземпляры, если не указаны фактические типы для его параметров универсального типа. Чтобы сделать это во время выполнения с использованием отражения, необходимо использовать метод MakeGenericType.

Чтобы сконструировать экземпляр универсального типа

Получите объект Type, который представляет универсальный тип. В следующем примере получается универсальный тип Dictionary<TKey, TValue> двумя разными способами: с использованием перегруженной версии метода Type.GetType(String) со строкой, описывающей этот тип, а также путем вызова метода GetGenericTypeDefinition для сконструированного типа Dictionary<String, Example> (Dictionary(Of String, Example) в Visual Basic). Для метода MakeGenericType требуется определение универсального типа.

' Use the GetType operator to create the generic type 
' definition directly. To specify the generic type definition,
' omit the type arguments but retain the comma that separates
' them.
Dim d1 As Type = GetType(Dictionary(Of ,))

' You can also obtain the generic type definition from a
' constructed class. In this case, the constructed class
' is a dictionary of Example objects, with String keys.
Dim d2 As New Dictionary(Of String, Example)
' Get a Type object that represents the constructed type,
' and from that get the generic type definition. The 
' variables d1 and d4 contain the same type.
Dim d3 As Type = d2.GetType()
Dim d4 As Type = d3.GetGenericTypeDefinition()

// Use the typeof operator to create the generic type 
// definition directly. To specify the generic type definition,
// omit the type arguments but retain the comma that separates
// them.
Type d1 = typeof(Dictionary<,>);

// You can also obtain the generic type definition from a
// constructed class. In this case, the constructed class
// is a dictionary of Example objects, with String keys.
Dictionary<string, Example> d2 = new Dictionary<string, Example>();
// Get a Type object that represents the constructed type,
// and from that get the generic type definition. The 
// variables d1 and d4 contain the same type.
Type d3 = d2.GetType();
Type d4 = d3.GetGenericTypeDefinition();

Создайте массив аргументов типа, на который будут заменены параметры типа. Этот массив должен содержать правильное количество объектов Type в том же порядке, в котором они отображаются в списке параметров типа. В этом случае ключ (первый параметр типа) имеет тип String, а значения в словаре являются экземплярами класса с именем Example.
```
Dim typeArgs() As Type = _
    { GetType(String), GetType(Example) }
```
```
Type[] typeArgs = {typeof(string), typeof(Example)};
```
Вызовите метод MakeGenericType, чтобы привязать аргументы типа к параметрам типа и сконструировать тип.
```
Dim constructed As Type = _
    d1.MakeGenericType(typeArgs)
```
```
Type constructed = d1.MakeGenericType(typeArgs);
```
Для создания объекта сконструированного типа используется перегруженная версия метода CreateInstance(Type). В следующем примере два экземпляра класса Example сохраняются в итоговом объекте Dictionary<String, Example>.
```
Dim o As Object = Activator.CreateInstance(constructed)
```
```
object o = Activator.CreateInstance(constructed);
```

Пример

В следующем примере определяется метод DisplayGenericType для изучения определений универсальных типов и сконструированных типов, используемых в коде, и вывода сведений о них. Метод DisplayGenericType показывает, как использовать свойства IsGenericType, IsGenericParameter и GenericParameterPosition, а также метод GetGenericArguments.

В этом примере также определяется метод DisplayGenericParameter для изучения параметра универсального типа и вывода его ограничений.

В этом примере кода определяется набор тестовых типов, включая универсальный тип, который иллюстрирует ограничения параметра типа, и демонстрируется, как вывести сведения об этих типах.

В примере создается тип на основе класса Dictionary<TKey, TValue> путем создания массива аргументов типа и вызова метода MakeGenericType. Программа сравнивает объект Type, сконструированный с использованием метода MakeGenericType, с объектом Type, полученным с использованием оператора typeof (GetType в Visual Basic), показывая, что эти объекты одинаковы. Аналогичным образом программа получает определение универсального типа для сконструированного типа при помощи метода GetGenericTypeDefinition и сравнивает его с объектом Type, представляющим класс Dictionary<TKey, TValue>.

Imports System
Imports System.Reflection
Imports System.Collections.Generic
Imports System.Security.Permissions

' Define an example interface.
Public Interface ITestArgument
End Interface

' Define an example base class.
Public Class TestBase
End Class

' Define a generic class with one parameter. The parameter
' has three constraints: It must inherit TestBase, it must
' implement ITestArgument, and it must have a parameterless
' constructor.
Public Class Test(Of T As {TestBase, ITestArgument, New})
End Class

' Define a class that meets the constraints on the type
' parameter of class Test.
Public Class TestArgument
    Inherits TestBase
    Implements ITestArgument
    Public Sub New()
    End Sub
End Class

Public Class Example
    ' The following method displays information about a generic
    ' type.
    Private Shared Sub DisplayGenericType(ByVal t As Type)
        Console.WriteLine(vbCrLf & t.ToString())
        Console.WriteLine("   Is this a generic type? " _ 
            & t.IsGenericType)
        Console.WriteLine("   Is this a generic type definition? " _ 
            & t.IsGenericTypeDefinition)

        ' Get the generic type parameters or type arguments.
        Dim typeParameters() As Type = t.GetGenericArguments()

        Console.WriteLine("   List {0} type arguments:", _
            typeParameters.Length)
        For Each tParam As Type In typeParameters
            If tParam.IsGenericParameter Then
                DisplayGenericParameter(tParam)
            Else
                Console.WriteLine("      Type argument: {0}", _
                    tParam)
            End If
        Next
    End Sub

    ' The following method displays information about a generic
    ' type parameter. Generic type parameters are represented by
    ' instances of System.Type, just like ordinary types.
    Private Shared Sub DisplayGenericParameter(ByVal tp As Type)
        Console.WriteLine("      Type parameter: {0} position {1}", _
            tp.Name, tp.GenericParameterPosition)

        Dim classConstraint As Type = Nothing

        For Each iConstraint As Type In tp.GetGenericParameterConstraints()
            If iConstraint.IsInterface Then
                Console.WriteLine("         Interface constraint: {0}", _
                    iConstraint)
            End If
        Next

        If classConstraint IsNot Nothing Then
            Console.WriteLine("         Base type constraint: {0}", _
                tp.BaseType)
        Else
            Console.WriteLine("         Base type constraint: None")
        End If

        Dim sConstraints As GenericParameterAttributes = _
            tp.GenericParameterAttributes And _
            GenericParameterAttributes.SpecialConstraintMask
        If sConstraints = GenericParameterAttributes.None Then
            Console.WriteLine("         No special constraints.")
        Else
            If GenericParameterAttributes.None <> (sConstraints And _
                GenericParameterAttributes.DefaultConstructorConstraint) Then
                Console.WriteLine("         Must have a parameterless constructor.")
            End If
            If GenericParameterAttributes.None <> (sConstraints And _
                GenericParameterAttributes.ReferenceTypeConstraint) Then
                Console.WriteLine("         Must be a reference type.")
            End If
            If GenericParameterAttributes.None <> (sConstraints And _
                GenericParameterAttributes.NotNullableValueTypeConstraint) Then
                Console.WriteLine("         Must be a non-nullable value type.")
            End If
        End If
    End Sub

    <PermissionSetAttribute(SecurityAction.Demand, Name:="FullTrust")> _
    Public Shared Sub Main()
        ' Two ways to get a Type object that represents the generic
        ' type definition of the Dictionary class. 
        '
        ' Use the GetType operator to create the generic type 
        ' definition directly. To specify the generic type definition,
        ' omit the type arguments but retain the comma that separates
        ' them.
        Dim d1 As Type = GetType(Dictionary(Of ,))

        ' You can also obtain the generic type definition from a
        ' constructed class. In this case, the constructed class
        ' is a dictionary of Example objects, with String keys.
        Dim d2 As New Dictionary(Of String, Example)
        ' Get a Type object that represents the constructed type,
        ' and from that get the generic type definition. The 
        ' variables d1 and d4 contain the same type.
        Dim d3 As Type = d2.GetType()
        Dim d4 As Type = d3.GetGenericTypeDefinition()

        ' Display information for the generic type definition, and
        ' for the constructed type Dictionary(Of String, Example).
        DisplayGenericType(d1)
        DisplayGenericType(d2.GetType())

        ' Construct an array of type arguments to substitute for 
        ' the type parameters of the generic Dictionary class.
        ' The array must contain the correct number of types, in 
        ' the same order that they appear in the type parameter 
        ' list of Dictionary. The key (first type parameter)
        ' is of type string, and the type to be contained in the
        ' dictionary is Example.
        Dim typeArgs() As Type = _
            { GetType(String), GetType(Example) }

        ' Construct the type Dictionary(Of String, Example).
        Dim constructed As Type = _
            d1.MakeGenericType(typeArgs)

        DisplayGenericType(constructed)

        Dim o As Object = Activator.CreateInstance(constructed)

        Console.WriteLine(vbCrLf & _
            "Compare types obtained by different methods:")
        Console.WriteLine("   Are the constructed types equal? " _
            & (d2.GetType() Is constructed))
        Console.WriteLine("   Are the generic definitions equal? " _ 
            & (d1 Is constructed.GetGenericTypeDefinition()))

        ' Demonstrate the DisplayGenericType and 
        ' DisplayGenericParameter methods with the Test class 
        ' defined above. This shows base, interface, and special
        ' constraints.
        DisplayGenericType(GetType(Test(Of )))
    End Sub
End Class

using System;
using System.Reflection;
using System.Collections.Generic;
using System.Security.Permissions;

// Define an example interface.
public interface ITestArgument {}

// Define an example base class.
public class TestBase {}

// Define a generic class with one parameter. The parameter
// has three constraints: It must inherit TestBase, it must
// implement ITestArgument, and it must have a parameterless
// constructor.
public class Test<T> where T : TestBase, ITestArgument, new() {}

// Define a class that meets the constraints on the type
// parameter of class Test.
public class TestArgument : TestBase, ITestArgument
{
    public TestArgument() {}
}

public class Example
{
    // The following method displays information about a generic
    // type.
    private static void DisplayGenericType(Type t)
    {
        Console.WriteLine("\r\n {0}", t);
        Console.WriteLine("   Is this a generic type? {0}",
            t.IsGenericType);
        Console.WriteLine("   Is this a generic type definition? {0}",
            t.IsGenericTypeDefinition);

        // Get the generic type parameters or type arguments.
        Type[] typeParameters = t.GetGenericArguments();

        Console.WriteLine("   List {0} type arguments:", 
            typeParameters.Length);
        foreach( Type tParam in typeParameters )
        {
            if (tParam.IsGenericParameter)
            {
                DisplayGenericParameter(tParam);
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("      Type argument: {0}",
                    tParam);
            }
        }
    }

    // The following method displays information about a generic
    // type parameter. Generic type parameters are represented by
    // instances of System.Type, just like ordinary types.
    private static void DisplayGenericParameter(Type tp)
    {
        Console.WriteLine("      Type parameter: {0} position {1}", 
            tp.Name, tp.GenericParameterPosition);

        Type classConstraint = null;

        foreach(Type iConstraint in tp.GetGenericParameterConstraints())
        {
            if (iConstraint.IsInterface)
            {
                Console.WriteLine("         Interface constraint: {0}",
                    iConstraint);
            }
        }

        if (classConstraint != null)
        {
            Console.WriteLine("         Base type constraint: {0}", 
                tp.BaseType);
        }
        else
            Console.WriteLine("         Base type constraint: None"); 

        GenericParameterAttributes sConstraints = 
            tp.GenericParameterAttributes & 
            GenericParameterAttributes.SpecialConstraintMask;

        if (sConstraints == GenericParameterAttributes.None)
        {
            Console.WriteLine("         No special constraints.");
        }
        else
        {
            if (GenericParameterAttributes.None != (sConstraints &
                GenericParameterAttributes.DefaultConstructorConstraint))
            {
                Console.WriteLine("         Must have a parameterless constructor.");
            }
            if (GenericParameterAttributes.None != (sConstraints &
                GenericParameterAttributes.ReferenceTypeConstraint))
            {
                Console.WriteLine("         Must be a reference type.");
            }
            if (GenericParameterAttributes.None != (sConstraints &
                GenericParameterAttributes.NotNullableValueTypeConstraint))
            {
                Console.WriteLine("         Must be a non-nullable value type.");
            }
        }
    }

    [PermissionSetAttribute(SecurityAction.Demand, Name="FullTrust")]
    public static void Main()
    {
        // Two ways to get a Type object that represents the generic
        // type definition of the Dictionary class. 
        //
        // Use the typeof operator to create the generic type 
        // definition directly. To specify the generic type definition,
        // omit the type arguments but retain the comma that separates
        // them.
        Type d1 = typeof(Dictionary<,>);

        // You can also obtain the generic type definition from a
        // constructed class. In this case, the constructed class
        // is a dictionary of Example objects, with String keys.
        Dictionary<string, Example> d2 = new Dictionary<string, Example>();
        // Get a Type object that represents the constructed type,
        // and from that get the generic type definition. The 
        // variables d1 and d4 contain the same type.
        Type d3 = d2.GetType();
        Type d4 = d3.GetGenericTypeDefinition();

        // Display information for the generic type definition, and
        // for the constructed type Dictionary<String, Example>.
        DisplayGenericType(d1);
        DisplayGenericType(d2.GetType());

        // Construct an array of type arguments to substitute for 
        // the type parameters of the generic Dictionary class.
        // The array must contain the correct number of types, in 
        // the same order that they appear in the type parameter 
        // list of Dictionary. The key (first type parameter)
        // is of type string, and the type to be contained in the
        // dictionary is Example.
        Type[] typeArgs = {typeof(string), typeof(Example)};

        // Construct the type Dictionary<String, Example>.
        Type constructed = d1.MakeGenericType(typeArgs);

        DisplayGenericType(constructed);

        object o = Activator.CreateInstance(constructed);

        Console.WriteLine("\r\nCompare types obtained by different methods:");
        Console.WriteLine("   Are the constructed types equal? {0}",
            (d2.GetType()==constructed));
        Console.WriteLine("   Are the generic definitions equal? {0}",
            (d1==constructed.GetGenericTypeDefinition()));

        // Demonstrate the DisplayGenericType and 
        // DisplayGenericParameter methods with the Test class 
        // defined above. This shows base, interface, and special
        // constraints.
        DisplayGenericType(typeof(Test<>));
    }
}

Компиляция кода

Код содержит операторы C# using (Imports в Visual Basic), необходимые для компиляции.
Дополнительные ссылки на сборки не требуются.
Откомпилируйте код из командной строки, используя команды csc.exe, vbc.exe или cl.exe. Чтобы откомпилировать код в Visual Studio, поместите его в шаблон проекта консольного приложения.

См. также

Поделиться через

Практическое руководство. Изучение универсальных типов и создание их экземпляров при помощи отражения

Чтобы изучить универсальный тип и его параметры типа

Конструирование экземпляра универсального типа

Чтобы сконструировать экземпляр универсального типа

Пример

Компиляция кода

См. также

Основные понятия

Ссылки

Другие ресурсы

Дополнительные ресурсы