C#特性详解

特性提供功能强大的方法,用以将元数据或声明信息与代码(程序集、类型、方法、属性等)相关联。特性与程序实体关联后,即可在运行时使用名为“反射”的技术查询特性。这篇文章绝大部分是按照MSDN来学习的,只是加了一点点自己的东东,官方介绍的很详细,我们就一起来了解一下它的用法。

特性具有以下属性:

  • 特性可向程序中添加元数据。元数据是有关在程序中定义的类型的信息。所有的 .NET 程序集都包含指定的一组元数据,这些元数据描述在程序集中定义的类型和类型成员。可以添加自定义特性,以指定所需的任何附加信息。
  • 可以将一个或多个特性应用到整个程序集、模块或较小的程序元素(如类和属性)。
  • 特性可以与方法和属性相同的方式接受参数。
  • 程序可以使用反射检查自己的元数据或其他程序内的元数据。

这些都是官方的定义,那么对于一个初学者来说,看的懂汉字不难,但是上面的元数据是什么?

我这么通俗的解释下:

你注意过程序及编译的时候的pdb文件了吗?pdb文件里面存储了,关于程序集内部的所有的成员信息,例如,成员的数据类型,属性类型,方法返回值,方法入参类型,就是程序及内部所有的定义信息的数据信息,是存储定义信息的一类数据信息,程序集里面的所有的关于声明类的数据信息,包括方法间调用,都是存储在元数据里面。

下面开始一同学习特性的用法:

特性可以放置在几乎所有的声明中。在 C# 中,特性的指定方法为:将括在方括号中的特性名置于其应用到的实体的声明上方。

[System.Serializable]
public class SampleClass
{
    // Objects of this type can be serialized.
}

一个声明上可放置多个特性:

某些特性对于给定实体可以指定多次。例如,ConditionalAttribute 就是一个可多次使用的特性:

[Conditional("DEBUG"), Conditional("TEST1")]
void TraceMethod()
{
    // ...
}

根据约定,所有特性名称都以单词“Attribute”结束,以便将它们与“.NET Framework”中的其他项区分。但是,在代码中使用特性时,不需要指定 attribute 后缀。例如,[DllImport] 虽等效于 [DllImportAttribute],但 DllImportAttribute 才是该特性在 .NET Framework 中的实际名称

特性参数

许多特性都有参数,而这些参数可以是定位参数、未命名参数或命名参数。任何定位参数都必须按特定顺序指定并且不能省略,而命名参数是可选的且可以按任意顺序指定。首先指定定位参数。例如,这三个特性是等效的:

[DllImport("user32.dll")]
[DllImport("user32.dll", SetLastError=false, ExactSpelling=false)]
[DllImport("user32.dll", ExactSpelling=false, SetLastError=false)]

第一个参数(DLL 名称)是定位参数并且总是第一个出现,其他参数为命名参数。在这种情况下,两个命名参数均默认为 false,因此可将其省略。有关默认参数值的信息,可以参考参考各个特性的文档。

特性目标

特性的目标是应用该特性的实体。例如,特性可以应用于类、特定方法或整个程序集。默认情况下,特性应用于它后面的元素。但是,您也可以显式标识要将特性应用于方法还是它的参数或返回值。

若要显式标识特性目标,请使用下面的语法:

[target : attribute-list]

下表显示了可能的 target 值的列表。

C#适用对象
assembly整个程序集
module当前程序集模块(不同于 Visual Basic 模块)
field在类或结构中的字段
eventEvent
method方法或 get 和 set 属性访问器
param方法参数或 set 属性访问器参数
propertyProperty
return
方法、属性索引器或 get 属性访问器的返回值
type结构、类、接口、枚举或委托

下面的示例演示如何将特性应用于程序集和模块。 

using System;
using System.Reflection;
[assembly: AssemblyTitleAttribute("Production assembly 4")]
[module: CLSCompliant(true)]

下面的示例演示如何在 C# 中将特性应用于方法、方法参数和方法返回值。

// default: applies to method
[SomeAttr]
int Method1() { return 0; }

// applies to method
[method: SomeAttr]
int Method2() { return 0; }

// applies to return value
[return: SomeAttr]
int Method3() { return 0; }

无论规定 SomeAttr 应用于什么目标,都必须指定 return 目标,即使 SomeAttr 被定义为仅应用于返回值也是如此。换言之,编译器将不使用 AttributeUsage 信息解析不明确的特性目标。

呀,终于了解完了,是时候自己十一下手了,我们就动手活动一下颈骨,多加点注释来关联一下学过的内容。

我们这里拿ObsoleteAttribute做下测试,它标记不再使用的程序元素。此类不能被继承。首先我们看一下它的继承结构。

当然我们看看其他的特性,我们就会发现特性其实是从System.Object类派生出来的一种特殊类。

 我们现在用这个构造来验证

public ObsoleteAttribute(string message, bool error)
参数类型:
messageSystem ..::.String描述可选的变通方法的文本字符串。
errorSystem ..::.Boolean指示是否将使用已过时的元素视为错误的布尔值。

总之我们在使用特性的时候不要产生畏惧,就当他是特殊的类,以前怎么样用构造函数现在仍旧怎么用只是格式有点微妙的变化。

using System;

namespace 特性
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
           OldClass old = new OldClass();//2个报错,因为使用OldClass两次             old.OldMethod();//警告。因为第二个参数未指定使用已过时的元素不会视为错误
             Console.ReadKey();
        }
    }

    [Obsolete("该类已经过时",true)]//使用默认的特性目标,直接作用于紧随其后的Class OldClass
                          //第二个参数我这里设置为true将使用已过时的元素视为错误
    class OldClass
    {
        [method: Obsolete("该方法已经过时")]   
        public void OldMethod()
        {
            Console.WriteLine("过时的方法!");
        }
    }
}

运行以后会出现两个错误提示,一个警告提示:

C#特性详解

好了,现在我们在紧接着学习自定义特性,这个估计就算是相当简单了。

自定义特性

通过定义一个特性类,可以创建您自己的自定义特性。该特性类直接或间接地从Attribute派生,有助于方便快捷地在元数据中标识特性定义。假设您要用编写类型的程序员的名字标记类型。可以定义一个自定义 Author特性类:

[System.AttributeUsage(System.AttributeTargets.Class |
                       System.AttributeTargets.Struct)
]
public class Author : System.Attribute
{
    private string name;
    public double version;

    public Author(string name)
    {
        this.name = name;
        version = 1.0;
    }
}

类名是特性的名称,即 Author。它由 System.Attribute 派生而来,因此是自定义特性类。构造函数的参数是自定义特性的定位参数。本示例中 name 是定位参数。任何公共的读写字段或属性都是命名参数。在本例中,version 是唯一的命名参数。请注意 AttributeUsage 特性的用法,它使得 Author 特性仅在类声明中有效。

可以按如下所示使用此新特性:

[Author("P. Ackerman", version = 1.1)]
class SampleClass
{
    // P. Ackerman's code goes here...
}

AttributeUsage 有一个命名参数 AllowMultiple,使用它可以使自定义特性成为一次性使用或可以使用多次的特性。在下面的代码示例中,创建了一个使用多次的特性。

[System.AttributeUsage(System.AttributeTargets.Class |
                       System.AttributeTargets.Struct,
                       AllowMultiple = true)  // multiuse attribute
]
public class Author : System.Attribute

在下面的代码示例中,向某个类应用了同一类型的多个特性。

[Author("P. Ackerman", version = 1.1)]
[Author("R. Koch", version = 1.2)]
class SampleClass
{
    // P. Ackerman's code goes here...
    // R. Koch's code goes here...
}

如果特性类包含一个属性,则该属性必须为读写属性。


介绍完了官方的示例是不是还是云里雾里,那么我们一起来深入解剖一下。

首先我们从上面可以总结出创建自定义特性的大概步骤:

  • 应用AttributeUsage特性 虽然等效,但AttributeUsageAttribute 才是该特性在 .NET Framework 中的实际名称,它也是由 System.Attribute 派生而来。
  • 声明特性类,它由 System.Attribute 派生而来。
  • 声明构造函数 
  • 声明特性

OVER!!!就这么回事,完了吗,我们继续剖析之重要的信息,AttributeUsage特性。

AttributeUsage特性,研究特性当然首要的要研究其构造函数。现在我们来看看他是怎么定义的。

public AttributeUsageAttribute( AttributeTargets validOn)

 参数   validOn 类型:System.AttributeTargets 使用按位“或”运算符组合的一组值,用于指示哪些程序元素是有效的。

用指定的 AttributeTargets、AllowMultiple 值和 Inherited 值列表初始化 AttributeUsageAttribute 类的新实例。

于是乎我们返回到了研究AttributeTargets的问题了。现在我们就来细心的看看他是神马!
原来他是一个枚举,通过该特性可使其成员值按位组合。可以通过按位“或”运算组合 AttributeTargets 枚举值来获得首选组合。

成员


今天就到此了,睡觉觉了!希望同学们能略有所获。

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