一文带你了解 C# DLR 的世界(DLR 探秘)

前言

C# 是一门强类型语言，而动态语言通常不需要进行类型信息审查，能够进行热补丁等动态性操作。C# 的 DLR 使得 C# 也能够像动态语言一样改变行为，使其更加灵活。本文将探讨 C# DLR 的概念、API 和示例。

什么是 DLR

DLR(Dynamic Language Runtime) 是 .Net 框架的一部分，它是一个动态语言框架，允许在 .NET 平台上用动态脚本语言编写可扩展的应用程序。DLR 的 C# 特性包括：动态类型、动态操作符、动态构造和使用 dynamic 关键字。它使得可以在 C# 中拥有与动态语言类似的行为。

DLR 的 API

DLR 在 .NET 4.0 中提供了一个名为Microsoft.Scripting的命名空间。其中包含了一些核心的类和接口，这些类和接口主要为动态语言解释器和 C# 编译器提供服务。下面是对一些相关类和接口的说明：

ScriptRuntime

ScriptRuntime 代表运行时上下文。它是所有动态语言之间的共享资源。ScriptRuntime 通过 ScriptEngine 对象运行编译的动态脚本。同时，ScriptRuntime 变量表达式还提供了支持。

ScriptEngine

ScriptEngine 是在某个 ScriptRuntime 对象中的一个可执行的对象。ScriptEngine 负责编译和执行语句，确保编译一次后可以多次使用。一个 ScriptRuntime 可以有多个 ScriptEngine 对象。每个 ScriptEngine 对象都有自己的全局作用域，可以在作用域内执行代码并与其他 ScriptEngine 对象相互独立。

ScriptScope

ScriptScope 是表示变量作用域的对象。在变量表达式中，使用 ScriptScope 对象来表示变量的存储位置和值。

ScriptSource

ScriptSource 代表脚本。它可以代表某段代码或代码的文本。通过 ScriptSource，可以将脚本编译成可执行代码。

示例

动态类型

C# DLR 支持动态类型，其中动态类型由 dynamic 关键字表示。在编译时无法确定变量的类型，但在运行时会根据变量实际类型进行类型信息审查。

例如：

dynamic a = "hello";
dynamic b = 1;

a = b;
Console.WriteLine(a);    // 输出 "1"

动态构造

DLR 支持构造动态类型，通过 DynamicObject 类扩展。这个类继承自 System.Object，C# 编译器将其视为 dynamic 类型，可以重载 C# 运算符并模仿 Python 等语言的元编程。

例如：

public class MyDynamicObject : DynamicObject
{
    private Dictionary<string, object> _dictionary
        = new Dictionary<string, object>();

    public override bool TryGetMember(
        GetMemberBinder binder, out object result)
    {
        string name = binder.Name.ToLower();
        return _dictionary.TryGetValue(name, out result);
    }

    public override bool TrySetMember(
        SetMemberBinder binder, object value)
    {
        _dictionary[binder.Name.ToLower()] = value;
        return true;
    }
}

继承 DynamicObject 类型进行元编程

C# DLR 提供 DynamicObject 类型，通过重写其中的魔术方法，可以实现类似 Python 的元编程操作。例如：

public class MyDynamicObject : DynamicObject
{
    private Dictionary<string, object> _dictionary
        = new Dictionary<string, object>();

    public override bool TryGetMember(
        GetMemberBinder binder, out object result)
    {
        string name = binder.Name.ToLower();
        return _dictionary.TryGetValue(name, out result);
    }

    public override bool TrySetMember(
        SetMemberBinder binder, object value)
    {
        _dictionary[binder.Name.ToLower()] = value;
        return true;
    }
}

dynamic obj = new MyDynamicObject();
obj.Name = "Mason";
Console.WriteLine(obj.Name);    // 输出 "Mason"

以上两个示例展示了 C# DLR 的动态类型、动态构造和元编程等特性。DLR 使得 C# 能够更加动态化和灵活，可以根据实际情况选择其它编程语言来扩展应用程序或实现一些动态脚本功能。