C# dynamic 类型详解
简介
C#
中的 dynamic
是一种特殊类型,它允许在运行时确定对象的类型和成员,而不是在编译时。
dynamic
的定义
-
dynamic
是一种类型,它告诉编译器对其进行“动态类型解析”。 -
dynamic
类型的变量会跳过编译时类型检查,所有的操作会推迟到运行时进行。 -
适合处理未知类型的对象,或需要与动态语言(如
Python
、JavaScript
)互操作的场景。
dynamic
的使用
动态类型赋值
dynamic obj = 10; // 可以是整数
obj = "Hello"; // 可以变成字符串
obj = new { Name = "John", Age = 30 }; // 也可以是匿名类型
访问成员
动态对象的成员在运行时解析,因此可以访问任意成员:
如果访问了不存在的成员,运行时会抛出
RuntimeBinderException
。
dynamic obj = new { Name = "John", Age = 30 };
Console.WriteLine(obj.Name); // 输出: John
动态方法调用
dynamic math = new { Add = (Func<int, int, int>)((x, y) => x + y) };
Console.WriteLine(math.Add(2, 3)); // 输出: 5
dynamic
的核心特性
与编译时类型(静态类型)的区别
-
编译时检查:
dynamic
不会在编译时检查类型或成员是否存在,所有操作推迟到运行时。 -
静态类型:
object
和其他类型在编译时进行类型检查。
object obj1 = 10;
// obj1.SomeMethod(); // 编译错误:object 没有 SomeMethod 方法dynamic obj2 = 10;
// obj2.SomeMethod(); // 编译通过,但运行时抛出异常
类型推断
动态类型在运行时确定,而静态类型通过编译器推断:
dynamic dynamicVariable = 123; // 编译器不检查类型
int staticVariable = 123; // 编译器推断为 intobject obj = "Hello";
// Console.WriteLine(obj.Length); // 编译错误
Console.WriteLine(((string)obj).Length); // 强制转换dynamic dyn = "Hello";
Console.WriteLine(dyn.Length); // 运行时解析,编译通过
使用场景
-
与动态语言交互:调用动态语言的
API
,如COM
对象、IronPython
等 -
JSON
或XML
数据处理:在处理结构未知的数据时动态解析。 -
匿名类型和动态扩展:快速访问动态创建的对象。
注意事项
-
性能开销:动态绑定会引入性能开销,因为解析是在运行时完成的。
-
类型安全:缺乏编译时类型检查,可能导致运行时错误。
-
调试困难:错误可能难以发现,尤其是在复杂场景中。
ExpandoObject
与 dynamic
ExpandoObject
是一个动态对象,可在运行时动态添加或删除成员:常用于需要灵活扩展的场景,如
JSON
数据的解析
using System.Dynamic;dynamic expando = new ExpandoObject();
expando.Name = "John";
expando.Age = 30;Console.WriteLine($"{expando.Name}, {expando.Age}");
ExpandoObject
内部实现机制
ExpandoObject
实现了以下关键接口:
-
IDynamicMetaObjectProvider
:提供动态行为(如动态调用、成员访问)的核心接口。 -
IDictionary<string, object>
:内部使用一个 Dictionary<string, object>
存储动态添加的成员。
using System.Dynamic;dynamic expando = new ExpandoObject();
expando.Name = "John"; // 动态添加成员
Console.WriteLine(expando.Name); // 动态访问成员// 等价于:
var expando = new ExpandoObject() as IDictionary<string, object>;
expando["Name"] = "John";
Console.WriteLine(expando["Name"]);
ExpandoObject
如何实现动态性?
ExpandoObject
使用动态绑定和元对象来实现动态行为:
-
动态绑定:通过
IDynamicMetaObjectProvider
,在运行时解析属性、方法等访问请求。 -
内部字典:通过
Dictionary<string, object>
存储成员。 -
元对象:
ExpandoObject
的动态行为由一个元对象ExpandoMetaObject
提供支持,它负责解释动态操作并将其映射到内部字典。
ExpandoObject
线程安全性
-
ExpandoObject
本质上不是线程安全的,因为它允许动态修改成员。 -
在多线程场景下,需要通过显式锁定来确保线程安全。
ExpandoObject
使用示例
- 动态添加/删除成员
dynamic expando = new ExpandoObject();
expando.Name = "John";
expando.Age = 30;// 删除成员
var dict = (IDictionary<string, object>)expando;
dict.Remove("Age");// 检查成员
Console.WriteLine(dict.ContainsKey("Name")); // True
Console.WriteLine(dict.ContainsKey("Age")); // False
- 结合
LINQ
查询
因为
ExpandoObject
实现了IDictionary<string, object>
,可以结合LINQ
操作:
dynamic expando = new ExpandoObject();
expando.Name = "John";
expando.Age = 30;var dict = (IDictionary<string, object>)expando;
var filtered = dict.Where(kv => kv.Key.StartsWith("N"));foreach (var kv in filtered)
{Console.WriteLine($"{kv.Key}: {kv.Value}");
}
综合考虑
- 使用
dynamic
的场景:
-
与外部动态类型(如
COM
、动态语言)交互。 -
动态调用方法或访问属性,无需构建明确的对象。
-
临时需要动态行为,但不需要动态修改成员。
- 使用
ExpandoObject
的场景:
-
需要构建动态扩展的对象。
-
动态添加和删除属性。
-
构建轻量级、灵活的业务模型。
选择建议
特性 | dynamic | ExpandoObject |
---|---|---|
动态成员解析 | 支持任意动态成员,解析时运行时检查 | 只能操作明确添加到对象的动态成员 |
动态成员添加/删除 | 不支持 | 支持(通过字典实现) |
类型检查 | 编译时无类型检查,运行时解析 | 同样运行时解析 |
适合的场景 | 动态语言互操作、临时操作、反射 | 动态构建对象、领域模型扩展 |
性能 | 比静态类型慢,因为运行时动态绑定 | 更高效,基于字典实现 |
实现复杂度 | 动态行为由 CLR 处理 | 由 ExpandoObject 自行实现动态行为 |
对字典的支持 | 不支持 | 内部就是 IDictionary<string, object> |
安全性 | 运行时错误较多,调试复杂 | 动态但有一定约束 |
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