学习LabVIEW（二）——操作.NET泛型类

    误入歧途的一天。昨天晚上我看见http://digital.ni.com/public.nsf/allkb/DC41DCDA972642CF8625787E00732DDD说LabVIEW不支持.NET的泛型，如果要用，可以用C#写一个包装类。我就不信邪了，即使LabVIEW的语言层面不支持，我们也可以用.NET框架提供的Reflection的能力来实现任何我们想要实现的目标吧，用不着大动干戈写C#代码。于是我今天就试了试，最后发现，还是写C#代码来得比较方便，尽管我们用纯LabVIEW实现了泛型类的操作。
    用Reflection这样的机制操作泛型类，首先需要对.NET框架的基本对象模型有些了解。.NET的对象模型和CPython的对象模型有许多共通之处，比如，对象实例会包含一个执行类型对象的指针，这就是可以在运行时获取对象类型信息的基石。这里有一个非常重要的概念，就是类型对象，所谓类型对象就是代表类型的对象，这一点和CPython的对象模型简直不能更像，类型也是对象。知道了这一点，问题就好解决了。首先构造泛型类填充类型之后的类的对象，再由类对象来生成类实例。
    我们挑选System.Collections.Generic.Dictionary作为实验对象。这个泛型类我们需要填充两个类型参数，一个是Key的类型，一个是Value的类型。
    首先，获取没有填充类型参数的Dictionary类对象。类对象可以使用
System.Type.GetType("类名")
这种方式获取。然而，没有填充类型的Dictionary的名字是什么呢？在页面https://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/system.type.makegenerictype(v=vs.100).aspx?cs-save-lang=1&cs-lang=cpp#code-snippet-3中C++的例子我们就能发现它的名字是System.Collections.Generic.Dictionary`2。


上图有一点需要注意。“调用节点”不仅可以调用普通的方法，也可以调用类的静态方法。具体做法就是类实例的输入端口什么也不接，然后在节点的右键菜单中选择相应的类名。类型选择的时候要注意，如果要用System.String, System.Int32, 以及System.Type这些类型时，要去mscorlib中找，选择器列出来的项目中没有这些，如下图所示：


    现在我们得到了没有填充类型参数的Dictionary，如何在没有语言支持的情况下填充参数呢（C#等.NET语言提供了语言支持可以用诸如Dictionary这样的语法）？答案就是MakeGenericType。类型对象的MakeGenericType方法的参数为Type[]，数组中的类型对象将用来填充泛型类的类型参数，返回填充之后的具体类型。
    为了构造一个Type[]，我一开始用的方法是System.Array的CreateInstance，但是发现它在LabVIEW中不能转换成Type[]，因此也无法传递给MakeGenericType。最后找到的解决办法是使用LabVIEW自带的数组类型，往里面添加.NET的类型对象即可，LabVIEW会自动把它转化成Type[]，如下图所示：


上面的程序最终生成了一个
System.Collections.Generic.Dictionary
的实例。
    有了一个类型对象，如何生成类的实例？答案是System.Activator。把生成的类型对象作为参数传递给Activator的静态方法CreateInstance，我们即可得到类的实例，如下图所示：

    上面的实验就像一场诗情画意的旅行，然而别高兴得太早，真正的噩梦从现在才开始。通过CreateInstance生成的
System.Collections.Generic.Dictionary
的实例会被当成System.Object，这是由CreateInstance返回值类型决定的。在C#中，我们可以用一个强制类型转换，把它转换成Dictionary，可是LabVIEW中似乎做不到这一点，即使提供了“类型转换”节点，然而并不能作我们需要的转换。
    LabVIEW把我们的Dictionary当做Object，我们无法使用“调用”节点来调用Dictionary的方法了。这个问题怎么解决？答案就是Reflection，利用类型对象的GetMethod方法获取MethodInfo，再通过MethodInfo的Invoke方法实现方法的调用。真正麻烦之处在于，Invoke需要传入一个System.Object[]，作为调用方法的参数。因此，为了调用方法，我们还需要首先构造这个参数列表。[page]
    首先调用Dictionary的Add方法，往里面添加一个Key-Value对。根据Dictionary这个类型，Add方法的参数为一个字符串和一个整数。和前面调用MakeGenericType一样，我们还是用LabVIEW自带的数组来构造Invoke所需要的Object[]。糟糕的一点在于，LabVIEW没法自动把自身的字符串和整数类型转换成.NET的System.Object，我们需要借助dotnet.llb这个库，可以在LabVIEW的安装目录中找到，比如，我的机器上是这个路径：
.../LabVIEW2013/vi.lib/Platform/dotnet.llb
在当前的程序中点右键，在弹出的菜单中点击“选择vi“，会弹出一个打开文件对话框，用这个对话框打开上面说到的dotnet.llb，如下图所示：


选择之后，会弹出另外一个对话框，选中“To .NET Object.vi”即可，如下图所示。


最后用如下的方法成功调用了Dictionary的Add方法：


上面的程序中，我们插入的Key-Value对为
"eleven" : 11
    接下来，我们用Dictionary的TryGetValue方法获取Key "eleven"对应的Value。TryGetValue的返回值为bool型，表示查询是否成功，第一个参数为Key，第二个参数为传出参数，为查询得到的Value。和刚才一样，通过GetMethod和Invoke来调用TryGetValue，构造Object[]作为参数列表。需要注意的是，Object[]的第二个参数需要和Value的类型保持一致，否则会报错。程序如下：

程序中用了两个文本框输出TryGetValue的返回值和传出参数。查询时用的Key是字符串"eleven"，第二个参数5是随便写的，只要是和Value类型相同即可。所以得到下面的运行结果也在意料之中：


经过了上面这一番实验，原本认为在LabVIEW中利用Reflection就可以轻易操纵泛型的我，还是默默启动了Visual Studio，写起了C#代码。