reflection - 内省(introspection)和反射(reflection)有什么区别？

Question

任何人都可以从语言/环境不可知论的角度解释这两个概念之间的区别吗？

编程语言是否需要满足一组条件才能进行反射(reflection)和/或内省(introspection)？

如果有，这些条件是什么？

Answer 1

The Wikipedia article有一个相当不错的总结:

In computing, type introspection is the ability of a program to examine the type or properties of an object at runtime. Some programming languages possess this capability.

Introspection should not be confused with reflection, which goes a step further and is the ability for a program to manipulate the values, meta-data, properties and/or functions of an object at runtime. Some programming languages, e.g. Java, also possess that capability.

采用静态类型的编译程序:

SomeType function foo(int i) {
    return new SomeType(i);
}

所有类型都是已知的并在编译时强制执行，如果程序不满足其自己的显式类型约束，则甚至不应该编译。动态编程语言通常不会表现出这种严格性，变量的类型在编译时不一定是已知的。它们可能看起来更像这样:

function foo(i) {
    return new SomeType(i);
}

该函数无法保证 i 到底是什么，它只是传递它。这可能会或可能不会在某个地方引起问题，类型系统在这里无能为力。这种错误检查通常被归咎于用户态代码，因此此类代码需要自省(introspection)功能:

function foo(i) {
    if (!is_int(i)) {
        throw new InvalidArgumentException;
    }
    return new SomeType(i);
}

内省(introspection)和反射(reflection)之间的界线到底在哪里是有争议的。人们可能会说内省(introspection)是任何允许代码测试某物是什么的东西(“我是什么？”)，而反射是操纵程序结构本身的能力。例如，一个 PHP 示例:

$ref = new ReflectionClass('Foo');
$foo = $ref->newInstanceWithoutConstructor();

上面的代码在创建类 Foo 的新实例时绕过了运行该类的构造函数。这就是运行时的代码操作。但实际上，PHP 中的反射 API 还包含自省(introspection)功能。其中一些功能与“较低”内省(introspection)功能的功能重复。例如:

$ref = new ReflectionClass($obj);
if ($ref->getName() == 'Foo') ...

if ($obj instanceof Foo) ...

两个片段本质上都做同样的事情，但一个使用反射，另一个使用所谓的内省(introspection)。正如您所看到的，几乎没有明确的分界线。然而，反射(reflection)通常比内省(introspection)更有力量。例如，在 PHP 中，您必须使用反射 API 来获取有关函数接受的参数类型的信息。这只是“被动”内省(introspection)，但属于反射 API。但这主要是一个实际实现的问题。

简而言之，根据一般定义，要进行内省(introspection)，程序需要能够在运行时检查自身的各个部分，并根据这些信息执行不同的代码。除此之外，反射程序可以在运行时更改其自己的代码执行规则，例如选择不调用构造函数，否则这是语言定义的强制操作。