C#反射机制详解：从窥视成员到获取和修改私有数据

结果或目标

掌握如何在.NET环境中使用反射机制，不仅能在程序运行时查看类的内部构造（包括私有字段、属性和方法），还能在不改变源代码的情况下，动态地获取甚至篡改类的私有状态。

准备条件

本文假设读者具备C#基础语法知识，并在集成开发环境（如Visual Studio 2012及以上版本）中熟悉控制台应用程序的建立与调试。核心涉及命名空间：System.Reflection。

第1步：构建测试模型并定义类结构

为了演示反射的威力，我们需要一个包含各种访问修饰符的成员类。创建一个名为 RefClass 的类，其中包含不同可见度的字段和属性：

public class RefClass
{
    private int _test3;
    private int _test1 { get; set; }
    protected int Test2 { get; set; }
    public int Test3 { get; set; }
}

第2步：窥视类的全部公共成员

反射的第一步是理解目标类的结构。我们首先通过 typeof 获取类型，并使用 GetMembers() 进行初步扫描：

Type t = typeof(RefClass);
MemberInfo[] minfos = t.GetMembers();
foreach (MemberInfo minfo in minfos)
{
    Console.WriteLine(minfo.Name);
}

观察结果：

如上输出所示，默认情况下 GetMembers() 仅返回公开（Public）的成员。由于所有类最终都继承自 Object，因此也会看到 GetType、ToString 等基类方法。值得注意的是，私有（Private）和保护（Protected）成员在此模式下被过滤掉了。

第3步：深入探查——筛选特定访问级别的成员

如果我们想要查看包括私有、受保护成员在内的完整内容，需要借助 BindingFlags 枚举参数：

MemberInfo[] minfos = t.GetMembers(
    BindingFlags.NonPublic | 
    BindingFlags.Instance | 
    BindingFlags.Public
);

说明：

• NonPublic: 包含非公共成员。
• Instance: 包含实例成员（不包含静态成员）。
• Public: 包含公共成员。

输出效果：

进阶操作：排除父类干扰

如果在上述基础上只想关注当前类（而非其父类 Object）定义的成员，只需追加 DeclaredOnly：

MemberInfo[] minfos = t.GetMembers(BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance | BindingFlags.Public | BindingFlags.DeclaredOnly);

此时结果变为：

第4步：识别成员的类型（字段 vs 方法 vs 属性）

单纯列出名字不够直观，我们可以利用 MemberType 进行区分。同时，如果希望查看到之前在步骤3中遗漏的静态方法，需加入 BindingFlags.Static：

// 假设 RefClass 中新增了 Show2() 和 Show3(string s) 方法... 
MemberInfo[] minfos = t.GetMembers(BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance | BindingFlags.Public | BindingFlags.DeclaredOnly | BindingFlags.Static );
foreach (MemberInfo minfo in minfos)
{
    // 此处可根据 MemberTypes.Field / .Method / .Property 进行分类输出
    Console.WriteLine($"名称: {minfo.Name}; 类型: {minfo.MemberType}");
}

执行对比：

第5步：深入字段操作——获取和修改私有变量值

这是反射最核心的应用之一。通常情况下，我们无法通过外部直接读写 _test1 等私有字段。但在反射面前，没有不可见的秘密：

1. 获取： 使用 GetFields() 拿到字段句柄，通过 GetValue(instance) 读取内存中的值。

   RefClass rc = new RefClass();
   rc.Test3 = 3; // 设置一个公开属性来触发后台逻辑或者确保初始化
   FieldInfo f = t.GetField("_test1", BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance);
   object val = f.GetValue(rc);

2. 修改： 通过 SetValue(instance, value) 强行改变状态。

   f.SetValue(rc, 100);

过程图解：

可以看到即便字段标记为 Private，我们依然拿到了当前的内存赋值：

修改后：

第6步：深入属性操作——绕过 Get/Set 方法调用

属性（Property）底层实际上是成对的 getter 和 setter 方法。操作起来比字段复杂一些：

PropertyInfo[] props = t.GetProperties(BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Public | BindingFlags.Instance | BindingFlags.DeclaredOnly);
foreach (var prop in props)
{
    // 获取 Setter 方法
    MethodInfo setMethod = prop.GetSetMethod(true); // true 表示包括非公开的 setter
    if(setMethod != null)
    {
        // 调用 Setter：第一个参数是对象实例，第二个是参数数组（这里设值为 123）
        setMethod.Invoke(rc, new object[] { 123 });
    }
    
    // 获取 Getter 方法验证结果
    MethodInfo getMethod = prop.GetGetMethod(true);
    object result = getMethod.Invoke(rc, null);
    Console.WriteLine($"属性 {prop.Name} 的新值为: {result}");
}

底层细节分析：

第7步：深入方法操作——动态执行带参方法

如果需要动态调用类中任意标记的方法：

1. 使用 GetMethods() 加上必要的 BindingFlags 定位目标方法。
2. 检查参数匹配性（通过 GetParameters()）以防止 TargetInvocationException。
3. 使用 Invoke(instance, parameters) 执行。

MethodInfo m = t.GetMethod("Show3", BindingFlags.Public | BindingFlags.Static | BindingFlags.DeclaredOnly);
// 假设该方法接收 string 参数
string ret = (string)m.Invoke(null, new object[] { "Hello C# Reflection" });

在执行过程中，必须严格保证传入的参数数组顺序和类型与方法签名一致：

以上就是关于C#反射机制的详细实战教程。通过这个机制开发者可以灵活实现插件化框架设计、ORM映射转换等高级功能，更多关于C#高阶技术的资料请关注本站其它相关文章！