c#のリフレクション

##リフレクションについて

リフレクションとは、メタデータを用いてデータにアクセスすることです。
リフレクションの使い方が分かると、動的言語話者が静的言語と仲良くなれると言われています~~[誰によって?]~~。
どんなときに利用したくなるか、どうやって利用するかを説明します。

##利用したくなるケース

class Character
{
    public int HP;
    public int Attack;
    public int Speed;
}
class Enemy
{
    public int HP;
    public int Attack;
    public int Speed;
}

上記のような2クラスがあり、CharacterからEnemyに攻撃する際のダメージを計算する関数を書くとします。

int CalcDamage(Character character, Enemy enemy)
{
    return (character.Attack - enemy.Speed / 4) * Random.Range(100, 156) / 256;
}

さて、EnemyからCharacterに攻撃する際のダメージを計算する関数も作りましょう。

int CalcDamage(Enemy enemy, Character character)
{
    return (enemy.Attack - character.Speed / 4) * Random.Range(100, 156) / 256;
}

全く同じような関数ができてしまいました。

##リフレクションの使い方

今回の問題の解決方法としては、CharacterとEnemyに共通のinterfaceを定義するか、親クラスを定義して継承するやり方が相応しいと思われます。
今回はリフレクションを解説する記事なので、強引にリフレクションを利用して解決してみます。

まず、c#にはTypeというクラスがあります。
リフレクションはこのTypeオブジェクトを取得するところから始まります。

int CalcDamage(object attacker, object receiver)
{
    Type attackerType = attacker.GetType();
    ...
}

c#ではobjectにGetTypeメソッドが定義されていて、全てのオブジェクトのTypeをこれで取得することができます。
上記の例の場合、attackerにCharacterオブジェクトを渡した場合、Characterクラスの情報(メタデータ)を持ったTypeオブジェクトがattackerTypeに代入されます。

Typeオブジェクトからクラスのメタデータを取得しましょう。

using System.Reflection;
...
    Type attackerType = attacker.GetType();
    FieldInfo hpField = attackerType.GetField("Attack");

FieldInfoクラスはSystem.Reflectionnamespaceのクラスなので、usingを忘れずに追加します。
TypeクラスにはGetFieldメソッドが定義されており、これを使って変数の名前からFieldInfoオブジェクトを取得できます。
FieldInfoオブジェクトを利用すると、実際にオブジェクトに設定された値を取得したり、オブジェクトに値を設定したりできます。
それでは、リフレクションを利用した場合の実装例です。

int CalcDamage(object attacker, object receiver)
{
    FieldInfo attackField = attacker.GetType().GetField("Attack");
    int attack = (int)attackField.GetValue(attacker);
    FieldInfo speedField = receiver.GetType().GetField("Speed");
    int speed = (int)speedField.GetValue(receiver);
    return (attack - speed / 4) * Random.Range(100, 156) / 256;
}

注意したいのは、上記の例のattackFieldはあくまでattackerのTypeのAttack変数のメタデータであり、receiverのAttackの取得には利用できないことです。
CharacterのAttackと、EnemyのAttackはそれぞれ別のFieldInfoということです。

##まとめ

• GetType、GetFieldを利用して、変数名が同じなら型が違っても変数を取得できる。
• GetPropertyを利用して、プロパティでも同じことができる。
• GetMethodを利用して、メソッドの呼び出しを行うことができる。
• c#4.0以降が利用できるのであれば、dynamicで同じようなことができる。
• 今回のようなパターンでは、リフレクションを使わずに設計を見直すほうが有効である。