C#dynamic动态类型本质探究

郑子铭

发布于 2023-08-30 11:21:57

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发布于 2023-08-30 11:21:57

文章被收录于专栏：DotNet NB && CloudNative

前言

在做接口动态传参的时候思考了个问题：如何把一个json字符串，转成C#动态类?

比如由

{
    'userId': 100,
    'id': 1,
    'title': 'hello world',
    'completed': false
}

生成

dynamic obj = new
{
    userId = 100,
    id = 1,
    title = "hello world",
    completed = false,
};

解决这个问题前，我们先来了解一下dynamic动态类型。

动态类型是什么？

首先动态类型是静态类，不是一种称之为“动态”的类型，只不过这个类型的对象会跳过静态类型检查。

也就是在编译过程中不报错，但是运行程序将对象初始化之后，它该是什么类型，那么还是什么类型。

看个例子，有两个动态类型obj1，obj2

dynamic obj1 = new
{
    userId = 100,
    id = 1,
    title = "hello world",
    completed = false,
};

dynamic obj2 = new System.Dynamic.ExpandoObject();
result.userId = 100;
result.id = 1;
result.title = "hello world";
result.completed = false;

Console.WriteLine("---obj1---");
Console.WriteLine(obj1.userId);
Console.WriteLine(obj1.id);
Console.WriteLine(obj1.title);
Console.WriteLine(obj1.completed);

Console.WriteLine("\n---obj2---");
Console.WriteLine(obj2.userId);
Console.WriteLine(obj2.id);
Console.WriteLine(obj2.title);
Console.WriteLine(obj2.completed);

运行结果如下

他们输出的结果一样，但你认为他们的返回结果是一样的吗？

obj1是一个类型为AnonymousType<int,int,string,bool>的匿名类，我们可以很轻松地通过反射的方式遍历其成员变量：

Type t = obj1.GetType();
PropertyInfo[] pi = t.GetProperties();
foreach (PropertyInfo p in pi)
{

    var key = p.Name;
    var value = p.GetValue(obj1, null);
    Console.WriteLine(key + ": " + value);

}

打印如下：

userId: 100
id: 1
title: hello world
completed: False

而obj2则是System.Dynamic.ExpandoObject类型的对象，而且从初始化到对象生命周期结束。始终是这个类型。

我们对obj2运行同样的代码，发现会报错

Type t = obj2.GetType();
PropertyInfo[] pi = t.GetProperties();
foreach (PropertyInfo p in pi)
{

    var key = p.Name;
    var value = p.GetValue(obj1, null);
    Console.WriteLine(key + ": " + value);

}

报错的原因是obj2并不包含真正的userId成员变量，因为其本质是个ExpandoObject对象，

可见dynamic关键字并不会改变C#变量在运行时的类型，它仅仅是在编译阶段跳过了静态类型检查。

动态类型的特点是什么？

然而你是可以通过重新赋值改变类型的，当然这是公共语言运行时 (CLR) 提供的动态技术。

dynamic number = 1;
Console.WriteLine(number.GetType());  //输出System.Int

number = "text";
Console.WriteLine(number.GetType());  //输出System.String

当我用ILspy反编译工具查看IL源码的时候，竟发现number变量的类型是object，也就是整个过程经过了装箱拆箱，经过了从内存栈创建地址引用到堆中区域的改变。dynamic帮我们完成了这些动作。

所以本质上内存中同一个对象不会平白无故从int类型转换为string。毕竟C#不能像其他弱类型语言那样使用。

obj1匿名类的成员变量是只读的。给它赋一个其他类型的值，将会报错；而给obj2的成员变量赋其他类型的值，则不会报错。

obj1.userId = "100"; //运行时报错
obj2.userId = "100";

在来看obj2，因为System.Dynamic.ExpandoObject 类型因实现了 IDynamicMetaObjectProvider 因此它能通过.成员变量的方式访问内容。

又因为System.Dynamic.ExpandoObject实现了IDictionary<string, object?>因此可以通过向字典添加KeyValue对象的形式向ExpandoObject对象添加成员变量，用[key]方式访问内容。代码如下

foreach (var entry in obj1)
{
    (obj2 as IDictionary<string, object>).Add(entry.Key, entry.Value.ToString());
}

通过.成员变量的方式访问内容，可以说这是伪装的成员变量。但稍微一测试，就露馅了。

动态类型如何用？

现在我们来回答“如何把一个json字符串，转成C#动态类”这个问题，答案是做不到。

首先用Newtonsoft.Json库转换的结果，无论是用JObject.Parse(json)还是JsonConvert.DeserializeObject(json)最后返回的结果是JToken类型的对象，通过反编译Newtonsoft.Json.dll，查看JToken类型，可见它还是一个继承了IDictionary<string, object?>和IDynamicMetaObjectProvider的类型，

string json = @"{
    'userId': 100,
    'id': 1,
    'title': 'hello world',
    'completed': false
}";
var obj1 = JObject.Parse(json);

dynamic obj2 = new System.Dynamic.ExpandoObject();

foreach (var entry in obj1)
{
    (obj2 as IDictionary<string, object>).Add(entry.Key, entry.Value.ToString());
}

运行如上同样的代码检查obj2

Type t = obj2.GetType();
PropertyInfo[] pi = t.GetProperties();
foreach (PropertyInfo p in pi)
{

    var key = p.Name;
    var value = p.GetValue(obj1, null);
    Console.WriteLine(key + ": " + value);

}