.NET 反射與委派技術在設計模式中的應用實戰

反射技術與設計模式

.NET 可執行程式結構層級

AppDomain → Assembly → Module → Type → Member。反射封裝各層級物件，支援運行時：

• 載入組件、列舉型別、建立實例
• 檢視/調用方法、屬性、欄位、事件、建構子
• 讀取自訂屬性

反射核心 API 對照表

反射範例：動態列舉、建立、調用

Assembly asm = Assembly.LoadFrom("ReflectionExample.exe");
foreach (Type t in asm.GetTypes()) Console.WriteLine(t.Name);

Type helloType = typeof(HelloWorld);
foreach (MethodInfo mi in helloType.GetMethods()) Console.WriteLine(mi.Name);

object obj = Activator.CreateInstance(helloType);
object objWithArg = Activator.CreateInstance(helloType, new object[] { "zhenlei" });

MethodInfo sayHello = helloType.GetMethod("SayHello");
sayHello.Invoke(obj, null);
sayHello.Invoke(objWithArg, null);

反射簡化設計模式實作

委派技術與設計模式

.NET 委派本質

• 型別安全的函數指標，繼承自 MulticastDelegate。
• 封裝靜態/實例方法，支援多播（調用列表）。
• 核心：Invoke（同步）、BeginInvoke/EndInvoke（非同步 APM 模式）。
• 與 C++ 函數指標異：面向物件、型別安全、支援實例方法（隱含 this）。

委派聲明與使用

// 聲明
delegate float CompareFunc(float a, float b);

// 使用
public class TemplateProcessor
{
    public CompareFunc Comparer { get; set; }

    public float Process(float[] data)
    {
        float result = float.NaN;
        foreach (var v in data)
            result = float.IsNaN(result) ? v : Comparer(result, v);
        return result;
    }
}

// 客戶端動態綁定
var proc = new TemplateProcessor();
proc.Comparer = (a, b) => Math.Max(a, b); // Lambda 最大值
float max = proc.Process(new[] { 1f, 5f, 3f }); // 5

proc.Comparer = (a, b) => a + b; // 累加
float sum = proc.Process(new[] { 1f, 2f, 3f }); // 6

委派 vs GoF 委派模式

GoF 《設計模式》中的「委派」指物件組合：接受請求的物件將操作轉交給委派物件，並傳遞 this 使委派能回呼。.NET 委派更進一步：

• 解耦合：調用者完全不知曉目標方法所屬類別。
• 動態綁定：運行時決定綁定哪個方法，無需繼承體系。
• 多播：一個委派可串聯多個處理者（事件模型基礎）。

// GoF 風格：Window 持有 Rectangle 參考
window.Area = new Rectangle().Area; // 需引用 Rectangle 類別

// .NET 委派風格：Window 僅持有委派
public delegate float AreaCalculator();
public class Window { public AreaCalculator CalcArea; }

// 運行時綁定
var rect = new Rectangle();
var win = new Window();
win.CalcArea = new AreaCalculator(rect.CalculateArea); // 動態綁定，無編譯期依賴

委派簡化設計模式

綜合實戰：插件式規則引擎

// 規則介面（委派版）
public delegate bool RuleEvaluator(Context ctx);

// 規則載入器（反射版）
public class RuleLoader
{
    public IEnumerable LoadRules(string assemblyPath)
    {
        Assembly asm = Assembly.LoadFrom(assemblyPath);
        foreach (Type t in asm.GetTypes())
        {
            if (t.IsClass && !t.IsAbstract && typeof(IRule).IsAssignableFrom(t))
            {
                IRule rule = (IRule)Activator.CreateInstance(t);
                yield return rule.Evaluate; // 方法組成委派
            }
        }
    }
}

// 執行引擎
public class RuleEngine
{
    private List _rules = new List();

    public void AddRule(RuleEvaluator rule) => _rules.Add(rule);

    public bool ExecuteAll(Context ctx) => _rules.All(r => r(ctx));
}

總結

• 反射解決「型別未知/動態載入/結構探查」問題，是框架級開發的利器。
• 委派解決「行為參數化/動態綁定/事件通知」問題，是業務邏輯組合的核心。
• 兩者結合，可構建高擴展、低耦合、配置驅動的系統架構。
• 濫用反射影響效能與可讀性，建議：框架層多用，業務層慎用；委派則大力推薦用於策略、模板、事件等場景。