符号查找和导航

本文档深入讲解符号查找和导航，包括 LookupSymbols 方法、符号导航、实用技巧、最佳实践等。

📋 文档信息

• 难度级别: 高级
• 预计阅读时间: 20 分钟
• 前置知识:
  • 语义模型基础
  • 符号系统基础

🎯 学习目标

完成本文档后，您将能够：

1. ✅ 使用 LookupSymbols 查找符号
2. ✅ 导航符号层次结构
3. ✅ 应用实用技巧和最佳实践
4. ✅ 避免常见错误

符号查找和导航

LookupSymbols 方法

LookupSymbols 方法用于在特定位置查找可访问的符号。这对于实现代码补全、重构工具等功能非常有用。

using Microsoft.CodeAnalysis;
using Microsoft.CodeAnalysis.CSharp;
using Microsoft.CodeAnalysis.CSharp.Syntax;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

/// <summary>
/// 演示如何使用 LookupSymbols 方法
/// </summary>
public class SymbolLookupDemo
{
    /// <summary>
    /// 在指定位置查找所有可访问的符号
    /// </summary>
    public IEnumerable<ISymbol> LookupAllSymbols(
        SemanticModel semanticModel,
        int position)
    {
        // 在指定位置查找所有可访问的符号
        // 包括：局部变量、参数、字段、属性、方法、类型等
        return semanticModel.LookupSymbols(position);
    }
    
    /// <summary>
    /// 查找特定名称的符号
    /// </summary>
    public IEnumerable<ISymbol> LookupSymbolsByName(
        SemanticModel semanticModel,
        int position,
        string name)
    {
        // 查找指定名称的符号
        return semanticModel.LookupSymbols(position, name: name);
    }
    
    /// <summary>
    /// 查找特定容器中的符号
    /// </summary>
    public IEnumerable<ISymbol> LookupSymbolsInContainer(
        SemanticModel semanticModel,
        int position,
        INamespaceOrTypeSymbol container)
    {
        // 查找特定命名空间或类型中的符号
        return semanticModel.LookupSymbols(position, container: container);
    }
    
    /// <summary>
    /// 查找特定类型的符号
    /// </summary>
    public IEnumerable<T> LookupSymbolsOfType<T>(
        SemanticModel semanticModel,
        int position) where T : ISymbol
    {
        // 查找所有符号并筛选特定类型
        return semanticModel.LookupSymbols(position)
            .OfType<T>();
    }
    
    /// <summary>
    /// 查找可访问的方法
    /// </summary>
    public IEnumerable<IMethodSymbol> LookupMethods(
        SemanticModel semanticModel,
        int position,
        string methodName = null)
    {
        // 查找方法符号
        var symbols = methodName != null
            ? semanticModel.LookupSymbols(position, name: methodName)
            : semanticModel.LookupSymbols(position);
        
        return symbols.OfType<IMethodSymbol>();
    }
    
    /// <summary>
    /// 查找可访问的类型
    /// </summary>
    public IEnumerable<INamedTypeSymbol> LookupTypes(
        SemanticModel semanticModel,
        int position,
        string typeName = null)
    {
        // 查找类型符号
        var symbols = typeName != null
            ? semanticModel.LookupSymbols(position, name: typeName)
            : semanticModel.LookupSymbols(position);
        
        return symbols.OfType<INamedTypeSymbol>();
    }
}

查找基类和接口

using Microsoft.CodeAnalysis;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

/// <summary>
/// 演示如何查找基类和接口
/// </summary>
public class BaseTypeAndInterfaceFinder
{
    /// <summary>
    /// 获取类型的所有基类（不包括 object）
    /// </summary>
    public List<INamedTypeSymbol> GetBaseClasses(INamedTypeSymbol typeSymbol)
    {
        var baseClasses = new List<INamedTypeSymbol>();
        var currentBase = typeSymbol.BaseType;
        
        // 遍历继承链
        while (currentBase != null && currentBase.SpecialType != SpecialType.System_Object)
        {
            baseClasses.Add(currentBase);
            currentBase = currentBase.BaseType;
        }
        
        return baseClasses;
    }
    
    /// <summary>
    /// 获取类型直接实现的接口
    /// </summary>
    public IEnumerable<INamedTypeSymbol> GetDirectInterfaces(
        INamedTypeSymbol typeSymbol)
    {
        // 返回类型直接声明的接口
        return typeSymbol.Interfaces;
    }
    
    /// <summary>
    /// 获取类型实现的所有接口（包括继承的）
    /// </summary>
    public IEnumerable<INamedTypeSymbol> GetAllInterfaces(
        INamedTypeSymbol typeSymbol)
    {
        // 返回类型实现的所有接口（包括从基类继承的）
        return typeSymbol.AllInterfaces;
    }
    
    /// <summary>
    /// 检查类型是否继承自特定基类
    /// </summary>
    public bool InheritsFrom(
        INamedTypeSymbol typeSymbol,
        INamedTypeSymbol baseTypeSymbol)
    {
        var currentBase = typeSymbol.BaseType;
        
        while (currentBase != null)
        {
            if (SymbolEqualityComparer.Default.Equals(currentBase, baseTypeSymbol))
            {
                return true;
            }
            currentBase = currentBase.BaseType;
        }
        
        return false;
    }
    
    /// <summary>
    /// 检查类型是否实现了特定接口
    /// </summary>
    public bool ImplementsInterface(
        INamedTypeSymbol typeSymbol,
        INamedTypeSymbol interfaceSymbol)
    {
        return typeSymbol.AllInterfaces.Any(i =>
            SymbolEqualityComparer.Default.Equals(i, interfaceSymbol));
    }
    
    /// <summary>
    /// 获取类型层次结构（从最派生到最基础）
    /// </summary>
    public List<INamedTypeSymbol> GetTypeHierarchy(INamedTypeSymbol typeSymbol)
    {
        var hierarchy = new List<INamedTypeSymbol> { typeSymbol };
        var currentBase = typeSymbol.BaseType;
        
        while (currentBase != null)
        {
            hierarchy.Add(currentBase);
            currentBase = currentBase.BaseType;
        }
        
        return hierarchy;
    }
    
    /// <summary>
    /// 查找两个类型的最近公共基类
    /// </summary>
    public INamedTypeSymbol FindCommonBaseType(
        INamedTypeSymbol type1,
        INamedTypeSymbol type2)
    {
        // 获取两个类型的层次结构
        var hierarchy1 = GetTypeHierarchy(type1);
        var hierarchy2 = GetTypeHierarchy(type2);
        
        // 从最基础的类型开始查找公共基类
        for (int i = hierarchy1.Count - 1; i >= 0; i--)
        {
            for (int j = hierarchy2.Count - 1; j >= 0; j--)
            {
                if (SymbolEqualityComparer.Default.Equals(
                    hierarchy1[i], hierarchy2[j]))
                {
                    return hierarchy1[i];
                }
            }
        }
        
        return null;
    }
}

查找重写成员

using Microsoft.CodeAnalysis;
using System.Collections.Generic;

/// <summary>
/// 演示如何查找重写成员
/// </summary>
public class OverrideMemberFinder
{
    /// <summary>
    /// 获取方法重写的基类方法
    /// </summary>
    public IMethodSymbol GetOverriddenMethod(IMethodSymbol methodSymbol)
    {
        // 返回方法直接重写的基类方法
        return methodSymbol.OverriddenMethod;
    }
    
    /// <summary>
    /// 获取方法重写链中的所有方法
    /// </summary>
    public List<IMethodSymbol> GetOverrideChain(IMethodSymbol methodSymbol)
    {
        var chain = new List<IMethodSymbol>();
        var current = methodSymbol.OverriddenMethod;
        
        // 遍历重写链
        while (current != null)
        {
            chain.Add(current);
            current = current.OverriddenMethod;
        }
        
        return chain;
    }
    
    /// <summary>
    /// 获取方法重写链中的根方法（最初声明的方法）
    /// </summary>
    public IMethodSymbol GetRootOverriddenMethod(IMethodSymbol methodSymbol)
    {
        var current = methodSymbol;
        
        // 遍历到重写链的根部
        while (current.OverriddenMethod != null)
        {
            current = current.OverriddenMethod;
        }
        
        return current;
    }
    
    /// <summary>
    /// 获取属性重写的基类属性
    /// </summary>
    public IPropertySymbol GetOverriddenProperty(IPropertySymbol propertySymbol)
    {
        return propertySymbol.OverriddenProperty;
    }
    
    /// <summary>
    /// 获取事件重写的基类事件
    /// </summary>
    public IEventSymbol GetOverriddenEvent(IEventSymbol eventSymbol)
    {
        return eventSymbol.OverriddenEvent;
    }
    
    /// <summary>
    /// 检查成员是否重写了基类成员
    /// </summary>
    public bool IsOverride(ISymbol symbol)
    {
        return symbol switch
        {
            IMethodSymbol method => method.IsOverride,
            IPropertySymbol property => property.IsOverride,
            IEventSymbol @event => @event.IsOverride,
            _ => false
        };
    }
    
    /// <summary>
    /// 检查成员是否是虚成员（可以被重写）
    /// </summary>
    public bool IsVirtual(ISymbol symbol)
    {
        return symbol switch
        {
            IMethodSymbol method => method.IsVirtual,
            IPropertySymbol property => property.IsVirtual,
            IEventSymbol @event => @event.IsVirtual,
            _ => false
        };
    }
    
    /// <summary>
    /// 检查成员是否是抽象成员
    /// </summary>
    public bool IsAbstract(ISymbol symbol)
    {
        return symbol switch
        {
            IMethodSymbol method => method.IsAbstract,
            IPropertySymbol property => property.IsAbstract,
            IEventSymbol @event => @event.IsAbstract,
            INamedTypeSymbol type => type.IsAbstract,
            _ => false
        };
    }
}

查找实现

using Microsoft.CodeAnalysis;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

/// <summary>
/// 演示如何查找接口实现
/// </summary>
public class InterfaceImplementationFinder
{
    /// <summary>
    /// 查找类型中实现特定接口成员的成员
    /// </summary>
    public ISymbol FindImplementationForInterfaceMember(
        INamedTypeSymbol typeSymbol,
        ISymbol interfaceMember)
    {
        // 查找实现接口成员的类型成员
        return typeSymbol.FindImplementationForInterfaceMember(interfaceMember);
    }
    
    /// <summary>
    /// 获取类型中所有接口成员的实现
    /// </summary>
    public Dictionary<ISymbol, ISymbol> GetAllInterfaceImplementations(
        INamedTypeSymbol typeSymbol)
    {
        var implementations = new Dictionary<ISymbol, ISymbol>(
            SymbolEqualityComparer.Default);
        
        // 遍历所有实现的接口
        foreach (var @interface in typeSymbol.AllInterfaces)
        {
            // 遍历接口的所有成员
            foreach (var interfaceMember in @interface.GetMembers())
            {
                // 查找实现
                var implementation = typeSymbol.FindImplementationForInterfaceMember(
                    interfaceMember);
                
                if (implementation != null)
                {
                    implementations[interfaceMember] = implementation;
                }
            }
        }
        
        return implementations;
    }
    
    /// <summary>
    /// 检查类型是否显式实现了接口成员
    /// </summary>
    public bool IsExplicitInterfaceImplementation(
        ISymbol member,
        ISymbol interfaceMember)
    {
        // 检查成员是否是显式接口实现
        if (member is IMethodSymbol method)
        {
            return method.ExplicitInterfaceImplementations.Any(m =>
                SymbolEqualityComparer.Default.Equals(m, interfaceMember));
        }
        else if (member is IPropertySymbol property)
        {
            return property.ExplicitInterfaceImplementations.Any(p =>
                SymbolEqualityComparer.Default.Equals(p, interfaceMember));
        }
        else if (member is IEventSymbol @event)
        {
            return @event.ExplicitInterfaceImplementations.Any(e =>
                SymbolEqualityComparer.Default.Equals(e, interfaceMember));
        }
        
        return false;
    }
    
    /// <summary>
    /// 获取成员显式实现的所有接口成员
    /// </summary>
    public IEnumerable<ISymbol> GetExplicitInterfaceImplementations(ISymbol member)
    {
        return member switch
        {
            IMethodSymbol method => method.ExplicitInterfaceImplementations.Cast<ISymbol>(),
            IPropertySymbol property => property.ExplicitInterfaceImplementations.Cast<ISymbol>(),
            IEventSymbol @event => @event.ExplicitInterfaceImplementations.Cast<ISymbol>(),
            _ => Enumerable.Empty<ISymbol>()
        };
    }
    
    /// <summary>
    /// 查找接口方法的所有实现（包括派生类中的）
    /// </summary>
    public List<IMethodSymbol> FindAllImplementations(
        Compilation compilation,
        IMethodSymbol interfaceMethod)
    {
        var implementations = new List<IMethodSymbol>();
        
        // 获取接口类型
        var interfaceType = interfaceMethod.ContainingType;
        
        // 遍历所有类型
        foreach (var syntaxTree in compilation.SyntaxTrees)
        {
            var semanticModel = compilation.GetSemanticModel(syntaxTree);
            var root = syntaxTree.GetRoot();
            
            // 查找所有类型声明
            var typeDeclarations = root.DescendantNodes()
                .Where(n => n.IsKind(Microsoft.CodeAnalysis.CSharp.SyntaxKind.ClassDeclaration) ||
                           n.IsKind(Microsoft.CodeAnalysis.CSharp.SyntaxKind.StructDeclaration));
            
            foreach (var typeDecl in typeDeclarations)
            {
                var typeSymbol = semanticModel.GetDeclaredSymbol(typeDecl) as INamedTypeSymbol;
                
                if (typeSymbol == null)
                {
                    continue;
                }
                
                // 检查类型是否实现了接口
                if (!typeSymbol.AllInterfaces.Contains(interfaceType, SymbolEqualityComparer.Default))
                {
                    continue;
                }
                
                // 查找实现
                var implementation = typeSymbol.FindImplementationForInterfaceMember(
                    interfaceMethod) as IMethodSymbol;
                
                if (implementation != null)
                {
                    implementations.Add(implementation);
                }
            }
        }
        
        return implementations;
    }
}

符号查找完整示例

以下是一个完整的示例，展示如何在源生成器中使用符号查找和导航：

using Microsoft.CodeAnalysis;
using Microsoft.CodeAnalysis.CSharp;
using Microsoft.CodeAnalysis.CSharp.Syntax;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

/// <summary>
/// 自动生成代理类的源生成器
/// 为实现特定接口的类生成代理类
/// </summary>
public class ProxyGenerator
{
    /// <summary>
    /// 为类型生成代理类
    /// </summary>
    public string GenerateProxy(
        Compilation compilation,
        INamedTypeSymbol targetType,
        INamedTypeSymbol interfaceType)
    {
        var sb = new StringBuilder();
        
        // 生成代理类声明
        sb.AppendLine($"/// <summary>");
        sb.AppendLine($"/// {targetType.Name} 的代理类");
        sb.AppendLine($"/// </summary>");
        sb.AppendLine($"public class {targetType.Name}Proxy : {interfaceType.Name}");
        sb.AppendLine("{");
        
        // 生成私有字段
        sb.AppendLine($"    private readonly {targetType.Name} _target;");
        sb.AppendLine();
        
        // 生成构造函数
        sb.AppendLine($"    public {targetType.Name}Proxy({targetType.Name} target)");
        sb.AppendLine("    {");
        sb.AppendLine("        _target = target;");
        sb.AppendLine("    }");
        sb.AppendLine();
        
        // 获取接口的所有成员
        var interfaceMembers = interfaceType.GetMembers();
        
        // 为每个接口成员生成代理方法
        foreach (var member in interfaceMembers)
        {
            // 查找目标类型中的实现
            var implementation = targetType.FindImplementationForInterfaceMember(member);
            
            if (implementation == null)
            {
                continue;
            }
            
            // 根据成员类型生成代理代码
            if (member is IMethodSymbol method)
            {
                GenerateProxyMethod(method, implementation as IMethodSymbol, sb);
            }
            else if (member is IPropertySymbol property)
            {
                GenerateProxyProperty(property, implementation as IPropertySymbol, sb);
            }
        }
        
        sb.AppendLine("}");
        
        return sb.ToString();
    }
    
    /// <summary>
    /// 生成代理方法
    /// </summary>
    private void GenerateProxyMethod(
        IMethodSymbol interfaceMethod,
        IMethodSymbol implementationMethod,
        StringBuilder sb)
    {
        // 生成方法签名
        sb.AppendLine($"    /// <summary>");
        sb.AppendLine($"    /// 代理方法：{interfaceMethod.Name}");
        sb.AppendLine($"    /// </summary>");
        
        // 生成返回类型
        var returnType = interfaceMethod.ReturnsVoid
            ? "void"
            : interfaceMethod.ReturnType.ToDisplayString();
        
        // 生成参数列表
        var parameters = string.Join(", ",
            interfaceMethod.Parameters.Select(p =>
                $"{p.Type.ToDisplayString()} {p.Name}"));
        
        sb.AppendLine($"    public {returnType} {interfaceMethod.Name}({parameters})");
        sb.AppendLine("    {");
        
        // 生成方法体
        if (interfaceMethod.ReturnsVoid)
        {
            // 无返回值的方法
            var args = string.Join(", ", interfaceMethod.Parameters.Select(p => p.Name));
            sb.AppendLine($"        _target.{implementationMethod.Name}({args});");
        }
        else
        {
            // 有返回值的方法
            var args = string.Join(", ", interfaceMethod.Parameters.Select(p => p.Name));
            sb.AppendLine($"        return _target.{implementationMethod.Name}({args});");
        }
        
        sb.AppendLine("    }");
        sb.AppendLine();
    }
    
    /// <summary>
    /// 生成代理属性
    /// </summary>
    private void GenerateProxyProperty(
        IPropertySymbol interfaceProperty,
        IPropertySymbol implementationProperty,
        StringBuilder sb)
    {
        sb.AppendLine($"    /// <summary>");
        sb.AppendLine($"    /// 代理属性：{interfaceProperty.Name}");
        sb.AppendLine($"    /// </summary>");
        
        var propertyType = interfaceProperty.Type.ToDisplayString();
        sb.AppendLine($"    public {propertyType} {interfaceProperty.Name}");
        sb.AppendLine("    {");
        
        // 生成 getter
        if (interfaceProperty.GetMethod != null)
        {
            sb.AppendLine($"        get => _target.{implementationProperty.Name};");
        }
        
        // 生成 setter
        if (interfaceProperty.SetMethod != null)
        {
            sb.AppendLine($"        set => _target.{implementationProperty.Name} = value;");
        }
        
        sb.AppendLine("    }");
        sb.AppendLine();
    }
    
    /// <summary>
    /// 查找所有需要生成代理的类型
    /// </summary>
    public List<INamedTypeSymbol> FindProxyTargets(
        Compilation compilation,
        INamedTypeSymbol interfaceType)
    {
        var targets = new List<INamedTypeSymbol>();
        
        // 遍历所有语法树
        foreach (var syntaxTree in compilation.SyntaxTrees)
        {
            var semanticModel = compilation.GetSemanticModel(syntaxTree);
            var root = syntaxTree.GetRoot();
            
            // 查找所有类声明
            var classDeclarations = root.DescendantNodes()
                .OfType<ClassDeclarationSyntax>();
            
            foreach (var classDecl in classDeclarations)
            {
                var classSymbol = semanticModel.GetDeclaredSymbol(classDecl);
                
                if (classSymbol == null)
                {
                    continue;
                }
                
                // 检查类是否实现了目标接口
                if (classSymbol.AllInterfaces.Contains(
                    interfaceType, SymbolEqualityComparer.Default))
                {
                    targets.Add(classSymbol);
                }
            }
        }
        
        return targets;
    }
}

---

实用技巧

常见模式和技巧

1. 缓存符号比较结果

using Microsoft.CodeAnalysis;
using System.Collections.Generic;

/// <summary>
/// 使用缓存提高符号比较性能
/// </summary>
public class SymbolComparisonCache
{
    // 使用 SymbolEqualityComparer 作为字典的比较器
    private readonly Dictionary<ISymbol, bool> _cache = 
        new Dictionary<ISymbol, bool>(SymbolEqualityComparer.Default);
    
    /// <summary>
    /// 检查符号是否满足条件（带缓存）
    /// </summary>
    public bool CheckSymbol(ISymbol symbol, ISymbol targetSymbol)
    {
        // 检查缓存
        if (_cache.TryGetValue(symbol, out var result))
        {
            return result;
        }
        
        // 执行比较
        result = SymbolEqualityComparer.Default.Equals(symbol, targetSymbol);
        
        // 缓存结果
        _cache[symbol] = result;
        
        return result;
    }
}

2. 使用 HashSet 存储符号

using Microsoft.CodeAnalysis;
using System.Collections.Generic;

/// <summary>
/// 使用 HashSet 高效存储和查找符号
/// </summary>
public class SymbolSet
{
    // 使用 SymbolEqualityComparer 作为 HashSet 的比较器
    private readonly HashSet<ISymbol> _symbols = 
        new HashSet<ISymbol>(SymbolEqualityComparer.Default);
    
    /// <summary>
    /// 添加符号
    /// </summary>
    public bool Add(ISymbol symbol)
    {
        return _symbols.Add(symbol);
    }
    
    /// <summary>
    /// 检查是否包含符号
    /// </summary>
    public bool Contains(ISymbol symbol)
    {
        return _symbols.Contains(symbol);
    }
    
    /// <summary>
    /// 移除符号
    /// </summary>
    public bool Remove(ISymbol symbol)
    {
        return _symbols.Remove(symbol);
    }
}

3. 符号过滤和筛选

using Microsoft.CodeAnalysis;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

/// <summary>
/// 符号过滤和筛选的实用方法
/// </summary>
public class SymbolFilters
{
    /// <summary>
    /// 过滤公共成员
    /// </summary>
    public IEnumerable<ISymbol> FilterPublicMembers(IEnumerable<ISymbol> symbols)
    {
        return symbols.Where(s => s.DeclaredAccessibility == Accessibility.Public);
    }
    
    /// <summary>
    /// 过滤实例成员（非静态）
    /// </summary>
    public IEnumerable<ISymbol> FilterInstanceMembers(IEnumerable<ISymbol> symbols)
    {
        return symbols.Where(s => !s.IsStatic);
    }
    
    /// <summary>
    /// 过滤可写属性
    /// </summary>
    public IEnumerable<IPropertySymbol> FilterWritableProperties(
        IEnumerable<IPropertySymbol> properties)
    {
        return properties.Where(p => !p.IsReadOnly && p.SetMethod != null);
    }
    
    /// <summary>
    /// 过滤虚方法
    /// </summary>
    public IEnumerable<IMethodSymbol> FilterVirtualMethods(
        IEnumerable<IMethodSymbol> methods)
    {
        return methods.Where(m => m.IsVirtual || m.IsAbstract || m.IsOverride);
    }
    
    /// <summary>
    /// 过滤泛型类型
    /// </summary>
    public IEnumerable<INamedTypeSymbol> FilterGenericTypes(
        IEnumerable<INamedTypeSymbol> types)
    {
        return types.Where(t => t.IsGenericType);
    }
}

性能优化建议

💡 提示 1: 避免重复的符号查找

// ❌ 不好：重复查找符号
for (int i = 0; i < expressions.Count; i++)
{
    var typeInfo = semanticModel.GetTypeInfo(expressions[i]);
    // 使用 typeInfo...
}

// ✅ 好：缓存 SemanticModel
var cachedModel = semanticModel;
for (int i = 0; i < expressions.Count; i++)
{
    var typeInfo = cachedModel.GetTypeInfo(expressions[i]);
    // 使用 typeInfo...
}

💡 提示 2: 使用正确的比较器

// ❌ 不好：使用默认的对象比较
var symbolDict = new Dictionary<ISymbol, string>();

// ✅ 好：使用 SymbolEqualityComparer
var symbolDict = new Dictionary<ISymbol, string>(
    SymbolEqualityComparer.Default);

💡 提示 3: 批量处理符号

// ❌ 不好：逐个处理符号
foreach (var symbol in symbols)
{
    ProcessSymbol(symbol);
}

// ✅ 好：批量处理相同类型的符号
var methods = symbols.OfType<IMethodSymbol>().ToList();
var properties = symbols.OfType<IPropertySymbol>().ToList();

ProcessMethods(methods);
ProcessProperties(properties);

错误处理

⚠️ 注意：检查 null 值

/// <summary>
/// 安全地获取符号信息
/// </summary>
public class SafeSymbolAccess
{
    /// <summary>
    /// 安全地获取类型信息
    /// </summary>
    public ITypeSymbol GetTypeSymbolSafely(
        SemanticModel semanticModel,
        ExpressionSyntax expression)
    {
        // 获取类型信息
        var typeInfo = semanticModel.GetTypeInfo(expression);
        
        // 检查 Type 是否为 null
        if (typeInfo.Type == null)
        {
            // 可能是错误的表达式或未解析的类型
            return null;
        }
        
        return typeInfo.Type;
    }
    
    /// <summary>
    /// 安全地获取符号
    /// </summary>
    public ISymbol GetSymbolSafely(
        SemanticModel semanticModel,
        SyntaxNode node)
    {
        // 获取符号信息
        var symbolInfo = semanticModel.GetSymbolInfo(node);
        
        // 检查 Symbol 是否为 null
        if (symbolInfo.Symbol == null)
        {
            // 检查是否有候选符号（重载解析失败）
            if (symbolInfo.CandidateSymbols.Length > 0)
            {
                // 返回第一个候选符号
                return symbolInfo.CandidateSymbols[0];
            }
            
            return null;
        }
        
        return symbolInfo.Symbol;
    }
    
    /// <summary>
    /// 安全地获取基类
    /// </summary>
    public INamedTypeSymbol GetBaseTypeSafely(INamedTypeSymbol typeSymbol)
    {
        // 检查类型是否有基类
        if (typeSymbol.BaseType == null)
        {
            return null;
        }
        
        // 检查基类是否是 object
        if (typeSymbol.BaseType.SpecialType == SpecialType.System_Object)
        {
            return null;
        }
        
        return typeSymbol.BaseType;
    }
}

---

最佳实践

推荐做法

✅ 做法 1: 始终使用 SymbolEqualityComparer

/// <summary>
/// 正确的符号比较方式
/// </summary>
public class CorrectSymbolComparison
{
    public bool CompareSymbols(ISymbol symbol1, ISymbol symbol2)
    {
        // ✅ 使用 SymbolEqualityComparer
        return SymbolEqualityComparer.Default.Equals(symbol1, symbol2);
    }
    
    public Dictionary<ISymbol, string> CreateSymbolDictionary()
    {
        // ✅ 在集合中使用 SymbolEqualityComparer
        return new Dictionary<ISymbol, string>(
            SymbolEqualityComparer.Default);
    }
}

原因: SymbolEqualityComparer 正确处理符号的语义等价性，而不是对象引用相等性。

✅ 做法 2: 检查转换的存在性和类型

/// <summary>
/// 正确的类型转换检查
/// </summary>
public class CorrectConversionCheck
{
    public bool CanConvert(
        Compilation compilation,
        ITypeSymbol sourceType,
        ITypeSymbol targetType)
    {
        var conversion = compilation.ClassifyConversion(sourceType, targetType);
        
        // ✅ 先检查转换是否存在
        if (!conversion.Exists)
        {
            return false;
        }
        
        // ✅ 然后检查转换类型
        return conversion.IsImplicit;
    }
}

原因: 确保转换存在后再检查其属性，避免误判。

✅ 做法 3: 使用 AllInterfaces 而不是 Interfaces

/// <summary>
/// 正确的接口检查
/// </summary>
public class CorrectInterfaceCheck
{
    public bool ImplementsInterface(
        INamedTypeSymbol typeSymbol,
        INamedTypeSymbol interfaceSymbol)
    {
        // ✅ 使用 AllInterfaces 包括继承的接口
        return typeSymbol.AllInterfaces.Any(i =>
            SymbolEqualityComparer.Default.Equals(i, interfaceSymbol));
    }
}

原因: AllInterfaces 包括从基类继承的接口，而 Interfaces 只包括直接声明的接口。

反模式对比

❌ 反模式 1: 直接使用 == 比较符号

// ❌ 错误：使用 == 比较符号
public bool CompareSymbolsWrong(ISymbol symbol1, ISymbol symbol2)
{
    return symbol1 == symbol2; // 可能返回错误结果
}

问题: 比较的是对象引用而不是语义等价性，同一个符号在不同上下文中可能有不同的实例。

正确做法: 参见上面的"做法 1"。

❌ 反模式 2: 不检查转换是否存在

// ❌ 错误：直接检查转换类型
public bool IsImplicitConversionWrong(
    Compilation compilation,
    ITypeSymbol sourceType,
    ITypeSymbol targetType)
{
    var conversion = compilation.ClassifyConversion(sourceType, targetType);
    return conversion.IsImplicit; // 如果转换不存在，可能返回 false
}

问题: 如果转换不存在，IsImplicit 返回 false，但这不能区分"需要显式转换"和"无法转换"。

正确做法: 参见上面的"做法 2"。

❌ 反模式 3: 只检查直接声明的接口

// ❌ 错误：只检查直接声明的接口
public bool ImplementsInterfaceWrong(
    INamedTypeSymbol typeSymbol,
    INamedTypeSymbol interfaceSymbol)
{
    return typeSymbol.Interfaces.Any(i =>
        SymbolEqualityComparer.Default.Equals(i, interfaceSymbol));
}

问题: 遗漏了从基类继承的接口实现。

正确做法: 参见上面的"做法 3"。

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常见错误

🐛 错误 1: 忘记检查 null 值

描述: 在使用符号之前没有检查是否为 null。

错误示例:

var typeInfo = semanticModel.GetTypeInfo(expression);
var typeName = typeInfo.Type.Name; // 可能抛出 NullReferenceException

解决方案:

var typeInfo = semanticModel.GetTypeInfo(expression);
if (typeInfo.Type != null)
{
    var typeName = typeInfo.Type.Name; // 安全
}

🐛 错误 2: 混淆泛型定义和泛型实例

描述: 比较泛型类型时没有区分定义和实例。

错误示例:

// 想要检查是否是 List<T>，但这样会区分 List<int> 和 List<string>
if (SymbolEqualityComparer.Default.Equals(typeSymbol, listOfIntSymbol))
{
    // 只匹配 List<int>
}

解决方案:

// 比较泛型定义
if (SymbolEqualityComparer.Default.Equals(
    typeSymbol.OriginalDefinition, 
    listOfIntSymbol.OriginalDefinition))
{
    // 匹配所有 List<T>
}

🐛 错误 3: 不处理重载解析失败

描述: 没有检查 CandidateSymbols 处理重载解析失败的情况。

错误示例:

var symbolInfo = semanticModel.GetSymbolInfo(invocation);
var method = symbolInfo.Symbol as IMethodSymbol; // 可能为 null

解决方案:

var symbolInfo = semanticModel.GetSymbolInfo(invocation);
IMethodSymbol method;

if (symbolInfo.Symbol != null)
{
    method = symbolInfo.Symbol as IMethodSymbol;
}
else if (symbolInfo.CandidateSymbols.Length > 0)
{
    // 重载解析失败，使用第一个候选
    method = symbolInfo.CandidateSymbols[0] as IMethodSymbol;
}
else
{
    // 无法解析
    method = null;
}

🐛 错误 4: 在循环中重复创建 SemanticModel

描述: 为同一个语法树重复创建 SemanticModel，影响性能。

错误示例:

foreach (var node in nodes)
{
    var model = compilation.GetSemanticModel(node.SyntaxTree); // 重复创建
    var symbol = model.GetSymbolInfo(node).Symbol;
}

解决方案:

// 按语法树分组
var nodesByTree = nodes.GroupBy(n => n.SyntaxTree);

foreach (var group in nodesByTree)
{
    var model = compilation.GetSemanticModel(group.Key); // 只创建一次
    
    foreach (var node in group)
    {
        var symbol = model.GetSymbolInfo(node).Symbol;
    }
}

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Mermaid 图表

符号比较流程

类型转换决策树

符号查找层次结构

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相关资源

• 语义模型 API - Part 1: 基础概念
• 语义模型 API：类型和方法
• 语义模型 API：命名空间、事件和类型参数
• 类型系统深入
• LEARNING_GUIDE.md - 语义模型章节

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最后更新: 2025-01-20

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❓ 常见问题解答 (FAQ)

Q1: 如何高效地查找所有实现特定接口的类？

A: 使用增量生成器和缓存：

public void Initialize(IncrementalGeneratorInitializationContext context)
{
    // 获取目标接口
    var targetInterface = context.CompilationProvider
        .Select((comp, _) => comp.GetTypeByMetadataName("MyNamespace.IMyInterface"));
    
    // 查找所有实现该接口的类
    var implementingClasses = context.SyntaxProvider
        .CreateSyntaxProvider(
            predicate: (node, _) => node is ClassDeclarationSyntax,
            transform: (ctx, _) =>
            {
                var classSymbol = ctx.SemanticModel.GetDeclaredSymbol(ctx.Node) 
                    as INamedTypeSymbol;
                return classSymbol;
            })
        .Where(symbol => symbol != null)
        .Combine(targetInterface)
        .Where(pair =>
        {
            var (classSymbol, interfaceSymbol) = pair;
            return interfaceSymbol != null &&
                   classSymbol.AllInterfaces.Any(i =>
                       SymbolEqualityComparer.Default.Equals(i, interfaceSymbol));
        })
        .Select((pair, _) => pair.Left);
    
    context.RegisterSourceOutput(implementingClasses, (spc, classSymbol) =>
    {
        // 为每个实现类生成代码
    });
}

Q2: 如何处理符号的可空性（Nullability）？

A: 使用 NullableAnnotation 和 NullableFlowState：

public string GetNullabilityInfo(ISymbol symbol)
{
    var nullableAnnotation = symbol switch
    {
        IParameterSymbol param => param.NullableAnnotation,
        IPropertySymbol prop => prop.NullableAnnotation,
        IFieldSymbol field => field.NullableAnnotation,
        _ => NullableAnnotation.None
    };
    
    return nullableAnnotation switch
    {
        NullableAnnotation.Annotated => "可为 null (?)",
        NullableAnnotation.NotAnnotated => "不可为 null",
        NullableAnnotation.None => "未指定",
        _ => "未知"
    };
}

// 检查类型是否可为 null
public bool CanBeNull(ITypeSymbol type, NullableAnnotation annotation)
{
    // 值类型（除了 Nullable<T>）不能为 null
    if (type.IsValueType)
    {
        return type.OriginalDefinition.SpecialType == 
               SpecialType.System_Nullable_T;
    }
    
    // 引用类型根据注解判断
    return annotation == NullableAnnotation.Annotated;
}

Q3: 如何遍历所有嵌套类型？

A: 使用递归遍历：

public IEnumerable<INamedTypeSymbol> GetAllNestedTypes(INamedTypeSymbol type)
{
    // 返回当前类型
    yield return type;
    
    // 递归遍历嵌套类型
    foreach (var nestedType in type.GetTypeMembers())
    {
        foreach (var descendant in GetAllNestedTypes(nestedType))
        {
            yield return descendant;
        }
    }
}

// 使用示例
var allTypes = GetAllNestedTypes(rootType).ToList();
foreach (var type in allTypes)
{
    Console.WriteLine($"Type: {type.ToDisplayString()}");
}

Q4: 如何比较两个符号的签名？

A: 使用 SymbolEqualityComparer 和自定义比较：

public bool AreSignaturesEqual(IMethodSymbol method1, IMethodSymbol method2)
{
    // 比较方法名
    if (method1.Name != method2.Name)
        return false;
    
    // 比较参数数量
    if (method1.Parameters.Length != method2.Parameters.Length)
        return false;
    
    // 比较参数类型
    for (int i = 0; i < method1.Parameters.Length; i++)
    {
        if (!SymbolEqualityComparer.Default.Equals(
            method1.Parameters[i].Type,
            method2.Parameters[i].Type))
        {
            return false;
        }
        
        // 比较 ref/out/in 修饰符
        if (method1.Parameters[i].RefKind != method2.Parameters[i].RefKind)
            return false;
    }
    
    // 比较返回类型
    if (!SymbolEqualityComparer.Default.Equals(
        method1.ReturnType,
        method2.ReturnType))
    {
        return false;
    }
    
    return true;
}

Q5: 如何获取符号的完整元数据名称？

A: 使用 ToDisplayString 和 MetadataName：

public string GetFullMetadataName(ISymbol symbol)
{
    if (symbol is INamedTypeSymbol namedType)
    {
        // 对于泛型类型，使用 ConstructedFrom
        if (namedType.IsGenericType && !namedType.IsUnboundGenericType)
        {
            namedType = namedType.ConstructedFrom;
        }
        
        // 构建完整的元数据名称
        var parts = new List<string>();
        
        var current = namedType.ContainingType;
        while (current != null)
        {
            parts.Insert(0, current.MetadataName);
            current = current.ContainingType;
        }
        
        parts.Add(namedType.MetadataName);
        
        var typeName = string.Join("+", parts);
        var namespaceName = namedType.ContainingNamespace?.ToDisplayString();
        
        return string.IsNullOrEmpty(namespaceName)
            ? typeName
            : $"{namespaceName}.{typeName}";
    }
    
    return symbol.ToDisplayString();
}

// 示例
// List<int> -> System.Collections.Generic.List`1
// Dictionary<string, int> -> System.Collections.Generic.Dictionary`2
// OuterClass.InnerClass -> Namespace.OuterClass+InnerClass

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最后更新: 2025-01-21

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🔑 关键要点

1. 使用 LookupSymbols - 查找可访问的符号
2. 理解作用域 - 符号的可见性和作用域
3. 导航层次结构 - 使用 ContainingSymbol 等属性
4. 检查 null - 始终检查返回值

相关资源

• 符号比较和等价性
• 类型转换和兼容性
• 语义模型 API

下一步

1. 学习 符号比较和等价性
2. 掌握 类型转换和兼容性

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