Generic型のインターフェイスの型をダイナミックに定義する

DIを使っているプロジェクトで、Generic型のインターフェイスの型名をダイナミックに取得する必要があった。Type.MakeGenericType がそれなのだが、簡単なサンプルを書いてみて理解してみることにした。

定義

Type.MakeGenericType(Type[]) Method

Substitutes the elements of an array of types for the type parameters of the current generic type definition and returns a Type object representing the resulting constructed type.

という説明なのだが、これを読んだだけではいまいち理解できなかった。具体的なサンプルを書いてみる。

サンプル

本来は、C# で使う IOption<T> をダイナミックに指定したいだけなのだが、ノイズが多くなるのでシンプルなクラスを作る。単純にジェネリック型を使って、定義している。さて、このインターフェイスをどうやってダイナミックに取得するか？

IOptions.cs

    public interface IOptions<T>
    {
        T GetValue();
    }

    public class Options<T> : IOptions<T>
    {
        private readonly T _value;

        public Options(T value) {
            _value = value;
        }
        public T GetValue()
        {
            return _value;    
        }
    }

MakeGenericType(Type[]) を使っているのはこんなコード

MakeGenericType(Type[])の使い方

// サービスコレクションの定義
var services = new ServiceCollection();

// サービスコレクションに、Options<T> のインスタンスを IOptions<string> インターフェイスとして登録
services.AddSingleton<IOptions<string>>(new Options<string>("hello"));

// IOption<T> の型に `MakeGenericType()`を使って、パラメータとして型を渡す。
Type interfaceType = typeof(IOptions<>).MakeGenericType(typeof(string));

// どのようなインターフェイスの型になっているかを見てみる 
Console.WriteLine($"InterfaceName: {interfaceType.Name}<{interfaceType.GenericTypeArguments[0].Name}>");

// 取得したインターフェイスの型を渡してサービスの実体 Options<string>("hello") を取得する
var serviceProvider = services.BuildServiceProvider();
var option = serviceProvider.GetService(interfaceType);

// リフレクションでメソッドを実行
MethodInfo methodInfo = interfaceType.GetMethod("GetValue");
var result = methodInfo.Invoke(option, new object[] { });
Console.WriteLine(result);

実行結果

InterfaceName: IOptions`1<String>
hello

ちなみに、MakeGenericType(Type[] types) が本来の引数なので、必要な数のジェネリックパラメータを渡せばよい。

ネステッドクラス

ドキュメントに面白い例が載っていた。このような場合は、どうやって、メソッドを使えばよいだろう？

NestedClass.cs

    class NestedClass<A>
    {
        public class Second<B>
        {
            public class Third<C> { }
        }
    }

公式のドキュメントに乗っていたが、これは IL では次のように解釈される様子。

.class public NestedClas<A> {  
    .class nested public Second<A, B> {  
        .class nested public Third<A, B, C> {  
        }  
    }  
} 

この例で、Third<C> のインターフェイスを取得したければ、３つのパラメータを渡すとよい。

ネステッドクラスサンプル

Type nestedType = typeof(NestedClass<>.Second<>.Third<>).MakeGenericType(new Type[] { typeof(string), typeof(int), typeof(byte[]) });
Console.WriteLine($"NetstedType: {nestedType.Name}<{nestedType.GenericTypeArguments[0].Name},{nestedType.GenericTypeArguments[1].Name},{nestedType.GenericTypeArguments[2].Name}>");

予想通り

実行結果

NetstedType: Third`1<String,Int32,Byte[]>

まとめ

MakeGenericType(Type[])を使うと、ジェネリックインターフェイスやクラスの型を動的に作成することができるので、ジェネリック型のリフレクション操作を行いたいときや、DIのジェネリックインターフェイスを動的に指定したい場合に使えそう。