C# dynamic类型使用详解_C#

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 int

object 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

1.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。

2.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