关于CAD命令系统的改进

笔者的上一片文章中用了四种方式来实现CAD命令系统的功能，也提到了各自的优缺点，也提出了自己的观点，使用第四种方式能获得非常好的扩展性体验。然而，仔细观察一下代码，读者会发现，第四种实现方法是通过三层循环（第一层循环是为了连续读取用户输入的命令。），将用户输入的命令与方法的特性值一个一个做比对而实现的。也就是说，在用户输入完命令后，程序就开始遍历方法数组，然后获得某个方法的特性，然后再遍历这个方法的特性，并将特性值与用户输入的命令做比较。

如果方法的数量不多，且方法的特性性比较少时，这么做不会有太大的问题。但是对于一个CAD系统，被调用的方法有上千个，而每个方法又有多个不同的命令。那么要查找到需要的命令，可能就需要循环上万次。这绝对是件耗费时间、考验机器性能的事情。那么有什么方法能更好的解决这个问题呢？

在上一篇文章中笔者提到过字典类。字典类的运算速度非常快，因为他使用了散列算法，可以在微秒级别上迅速找出给定的键的值。既然它的速度这么快，有没有办法把反射和字典这两种方法结合起来呢？

答案是肯定的，关键点就在MehodInfo类！

在上一篇文章中，笔者提到了反射和特性中有一个MethodInfo的类。这个类在反射中是表示方法的元数据，说的通俗点，它就表示一个方法，只不过这个被表示的方法只能通过MethodInfo类的Invoke方法被调用。既然MehodInfo的对象代表的是方法，那么我们就可以定义一个“命令—方法”键值关系，并保存在字典类中。用“命令”做为“键”，用“方法”作为值。

ok，下面来看代码。由于在这个程序中，我们需要考虑扩展以及多命令，所以还是要使用“特性”和“反射”等技术。

首先，定义一个特性类和命令类，并在命令类中的方法上使用特性。

    /// <summary>
    /// 用于反射的特性
    /// </summary>
    class CMDAttribute : System.Attribute
    {
        string[] cmd;
        public string[] Cmd
        {
            get { return cmd; }
        }

        public CMDAttribute(params string[] cmd)
        {
            this.cmd = cmd;
        }

    }

    /// <summary>
    /// 这是个命令类，供用户调用
    /// </summary>
   static class Commander
    {

        [CMD("s","sh","h","hi")]
       static public int SayHi()
        {
            Console.WriteLine("Hello girl. How beautifull you are!");
            return 0;
        }

        [CMD("i","ip","ipad")]
       static public int Ipad()
        {
            Console.WriteLine("yes i have a Ipad!");
            return 0;
        }

    }

注意：Commander类的定义中使用了static关键字，主要是为了本例的方便。因为如果不使用static关键字，那么在使用这个类的时候，还必须先创建对象。

现在我们再定义一个类，让这个类的对象被创建的时候，自动加载保存“命令—方法”的字典。代码如下：

   class InitilizeCmd
   {
       Dictionary<string, MethodInfo> cmd;


       public Dictionary<string, MethodInfo> Cmd
       {
           get { return cmd; }
       }


       public void InitilizeCmd()
       {
           CMDAttribute Attri;
           Type TPC = typeof(Commander);
           Type TPA = typeof(CMDAttribute);
           MethodInfo[] meths = TPC.GetMethods();


           //遍历方法数组，获取每个方法的特性，然后将方法的特性与用户输入的命令比较。如果用户输入的命令与特性一致，就执行这个特性所表示的方法，如果不一致，就告诉用户命令有错。
           foreach (MethodInfo M in meths)
           {
               //判断方法是否应用了TCmdAttribute所抽象的特性。并且不向上查找继承的类。  
               //这一句非常重要。因为Type的GetMethods()方法会获取类的所有方法，包括他所继承的基类的方法。  
               //而基类的方法是没有使用我们自定义的特性，那么在进行下一句，对attr赋值是，attr会是一个空。  
               //所有我们使用MethodInfo对象的IsDefined()方法来确定某个方法使用了某个自定义的特性。  
               if (M.IsDefined(TPA, false))
               {
                   //获取方法的特性。  
                   Attri = (CMDAttribute)M.GetCustomAttribute(TPA, false);


                   //将方法的特性和方法名作为一个键—值关系存入Dictionary<string, int>字典中。
                   foreach (string commad in Attri.Cmd)
                   {
                       cmd.Add(commad, M);
                   }
               }
           }
       }
   }

到目前为止，我们的命令类有了，利用特性和反射将“命令（特性值）”和“方法”保持至字典的类也有了。现在要使用这个类，只需要创建InitilizeCmd类的对象就可以了。

那么在程序的Main()函数中我们就可以这样写了：

        static void Main(string[] args)
        {
            //创建InitilizeCmd类的对象，并初始化。
            InitilizeCmd INCMD = new InitilizeCmd();

            //创建MethodInfo对象
            MethodInfo M;
            do
            {
                Console.WriteLine("请输入命令...");
                string InputCMD = Console.ReadLine().ToLower();
                try
                {
                    M = INCMD.Cmd[InputCMD];
                    M.Invoke(null, null);

                }
                catch (Exception e)
                {
                    Console.WriteLine("命令输入有误，请重新输入\n"+e.Message);
                }
            } while (true);
        }

在Main()函数中使用try……catch结构是因为如果用户输入的命令不正确，会导出无法查找字典中键—值，使得程序出错。

此致，将“字典”与“特性”、“反射”相结合的方法就介绍完了。这样做的好处显而易见，只在加载程序时利用反射遍历一次方法数组，而无需在输入命令时一遍又一遍的遍历数组。这样既保证了程序的扩展性，也保证了大大提高了程序运行的性能。