C#特性 详细介绍

1、什么是Atrribute ******首先,我们肯定Attribute是一个类,下面是msdn文档对它的描述:公共语言运行时允许你添加类似关键字的描述声明,叫做attributes, 它对程序中的元素进行标注,如类型、字段、方法和属性等。Attributes和Microsoft .NET Framework文件的元数据保存在一起,可以用来向运行时描述你的代码,或者在程序运行的时候影响应用程序的行为。
在.NET中,Attribute被用来处理多种问题,比如序列化、程序的安全特征、防止即时编译器对程序代码进行优化从而代码容易调试等等。下面,我们先来看几个在.NET中标准的属性的使用,稍后我们再回过头来讨论Attribute这个类本身。(文中的代码使用C#编写,但同样适用所有基于.NET的所有语言)
2、Attribute作为编译器的指令**在C#中存在着一定数量的编译器指令,如:#define DEBUG, #undefine DEBUG, #if等。这些指令专属于C#,而且在数量上是固定的。而Attribute用作编译器指令则不受数量限制。比如下面的三个Attribute:
Conditional:起条件编译的作用,只有满足条件,才允许编译器对它的代码进行编译。一般在程序调试的时候使用。 DllImport:用来标记非.NET的函数,表明该方法在一个外部的DLL中定义。 Obsolete:这个属性用来标记当前的方法已经被废弃,不再使用了。下面的代码演示了上述三个属性的使用:

1#define DEBUG //这里定义条件

3using System;
4using System.Runtime.InteropServices;
5using System.Diagnostics;

7namespace AttributeDemo
8{
class MainProgramClass
{

 [DllImport("User32.dll")]
 public static extern int MessageBox(int hParent, string Message, string Caption, int Type);

 static void Main(string[] args)
 {
    DisplayRunningMessage();
    DisplayDebugMessage();

    MessageBox(0,"Hello","Message",0);

    Console.ReadLine();
 }

 [Conditional("DEBUG")]
 private static void DisplayRunningMessage()
 {
    Console.WriteLine("开始运行Main子程序。当前时间是"+DateTime.Now);
 }

 [Conditional("DEBUG")]
 //[Obsolete("Don't use Old method, use New method", true)] 
 [Obsolete]
 private static void DisplayDebugMessage()
 {
    Console.WriteLine("开始Main子程序");
 }

}

如果在一个程序元素前面声明一个Attribute,那么就表示这个Attribute被施加到该元素上,前面的代码,[DllImport]施加到MessageBox函数上, [Conditional]施加到DisplayRuntimeMessage方法和DisplayDebugMessage方法,[Obsolete]施加到DisplayDebugMessage方法上。
根据上面涉及到的三个Attribute的说明,我们可以猜到程序运行的时候产生的输出:DllImport Attribute表明了MessageBox是User32.DLL中的函数,这样我们就可以像内部方法一样调用这个函数。
重要的一点就是Attribute就是一个类,所以DllImport也是一个类,Attribute类是在编译的时候被实例化的,而不是像通常的类那样在运行时候才实例化。Attribute实例化的时候根据该Attribute类的设计可以带参数,也可以不带参数,比如DllImport就带有"User32.dll"的参数。Conditional对满足参数的定义条件的代码进行编译,如果没有定义DEBUG,那么该方法将不被编译,读者可以把#define DEBUG一行注释掉看看输出的结果(release版本,在Debug版本中Conditional的debug总是成立的)。Obsolete表明了DispalyDebugMessage方法已经过时了,它有一个更好的方法来代替它,当我们的程序调用一个声明了Obsolete的方法时,那么编译器会给出信息,Obsolete还有其他两个重载的版本。大家可以参考msdn中关于的ObsoleteAttribute 类的描述。
3、Attribute类**除了.NET提供的那些Attribute派生类之外,我们可以自定义我们自己的Attribute,所有自定义的Attribute必须从Attribute类派生。现在我们来看一下Attribute 类的细节:
protected Attribute(): 保护的构造器,只能被Attribute的派生类调用。
三个静态方法:
static Attribute GetCustomAttribute():这个方法有8种重载的版本,它被用来取出施加在类成员上指定类型的Attribute。
static Attribute[] GetCustomAttributes(): 这个方法有16种重载版本,用来取出施加在类成员上指定类型的Attribute数组。
static bool IsDefined():由八种重载版本,看是否指定类型的定制attribute被施加到类的成员上面。
实例方法:
bool IsDefaultAttribute(): 如果Attribute的值是默认的值,那么返回true。
bool Match():表明这个Attribute实例是否等于一个指定的对象。
公共属性: TypeId: 得到一个唯一的标识,这个标识被用来区分同一个Attribute的不同实例。
我们简单地介绍了Attribute类的方法和属性,还有一些是从object继承来的。这里就不列出来了。
下面介绍如何自定义一个Attribute: 自定义一个Attribute并不需要特别的知识,其实就和编写一个类差不多。自定义的Attribute必须直接或者间接地从Attribute这个类派生,如:
public MyCustomAttribute : Attribute { ... }
这里需要指出的是Attribute的命名规范,也就是你的Attribute的类名+"Attribute",当你的Attribute施加到一个程序的元素上的时候,编译器先查找你的Attribute的定义,如果没有找到,那么它就会查找“Attribute名称"+Attribute的定义。如果都没有找到,那么编译器就报错。

4、定义或控制特性的使用**
对于一个自定义的Attribute,你可以通过AttributeUsage的Attribute来限定你的Attribute 所施加的元素的类型。代码形式如下:******[AttriubteUsage(参数设置)] public 自定义Attribute : Attribute { ... }**
非常有意思的是,AttributeUsage本身也是一个Attribute,这是专门施加在Attribute类的Attribute. AttributeUsage自然也是从Attribute派生,它有一个带参数的构造器,这个参数是AttributeTargets的枚举类型。下面是AttributeTargets 的定义:
1

public enum AttributeTargets 2
{ 3
All=16383, 4
Assembly=1, 5
Module=2, 6
Class=4, 7
Struct=8, 8
Enum=16, 9
Constructor=32,10
Method=64,11
Property=128,12
Field=256,13
Event=512,14
Interface=1024,15
Parameter=2048,16
Delegate=4096,17
ReturnValue=819218
}
public enum AttributeTargets 2
{ 3
All=16383, 4
Assembly=1, 5
Module=2, 6
Class=4, 7
Struct=8, 8
Enum=16, 9
Constructor=32,10
Method=64,11
Property=128,12
Field=256,13
Event=512,14
Interface=1024,15
Parameter=2048,16
Delegate=4096,17
ReturnValue=819218
}
作为参数的AttributeTarges的值允许通过“或”操作来进行多个值得组合,如果你没有指定参数,那么默认参数就是All 。 AttributeUsage除了继承Attribute 的方法和属性之外,还定义了以下三个属性:
AllowMultiple: 读取或者设置这个属性,表示是否可以对一个程序元素施加多个Attribute 。
Inherited:读取或者设置这个属性,表示是否施加的Attribute 可以被派生类继承或者重载。
ValidOn: 读取或者设置这个属性,指明Attribute 可以被施加的元素的类型。
下面让我们来做一些实际的东西。我们将会在Help特性前放置AttributeUsage特性以期待在它的帮助下控制Help特性的使用。
复制代码

1
using System; 2
[AttributeUsage(AttributeTargets.Class), AllowMultiple = false, 3
Inherited = false ] 4
public class HelpAttribute : Attribute 5
{ 6
public HelpAttribute(String Description_in) 7
{ 8
this.description = Description_in; 9
} 10
protected String description; 11
public String Description 12
{ 13
get 14
{ 15
return this.description; 16
} 17
} 18
}
复制代码

先让我们来看一下AttributeTargets.Class。它规定了Help特性只能被放在class的前面。这也就意味着下面的代码将会产生错误:


复制代码

1
[Help("this is a do-nothing class")] 2
public class AnyClass 3

{ 4
[Help("this is a do-nothing method")] //error 5
public void AnyMethod() 6
{ 7
} 8
}
复制代码

编译器报告错误如下:
  AnyClass.cs: Attribute 'Help' is not valid on this declaration type.
  It is valid on 'class' declarations only.

我们可以使用AttributeTargets.All来允许Help特性被放置在任何程序实体前。可能的值是:
  Assembly,Module,Class,Struct,Enum,Constructor,Method,Property,Field,Event,Interface,Parameter,Delegate。
  All = Assembly | Module | Class | Struct | Enum | Constructor | Method | Property | Field | Event | Interface | Parameter | Delegate,
  ClassMembers = Class | Struct | Enum | Constructor | Method | Property | Field | Event | Delegate | Interface )
  下面考虑一下AllowMultiple = false。它规定了特性不能被重复放置多次。


复制代码

1
[Help("this is a do-nothing class")] 2
[Help("it contains a do-nothing method")] 3
public class AnyClass 4
{ 5
[Help("this is a do-nothing method")] //error 6
public void AnyMethod() 7

{ 8
} 9
}
复制代码

它产生了一个编译期错误。
  AnyClass.cs: Duplicate 'Help' attribute
  Ok,现在我们来讨论一下最后的这个属性。Inherited, 表明当特性被放置在一个基类上时,它能否被派生类所继承。


复制代码

1
[Help("BaseClass")] 2
public class Base 3
{ 4
} 5

6
public class Derive : Base 7
{ 8
}9
复制代码

这里会有四种可能的组合:
  [AttributeUsage(AttributeTargets.Class, AllowMultiple = false, Inherited = false ]
  [AttributeUsage(AttributeTargets.Class, AllowMultiple = true, Inherited = false ]
  [AttributeUsage(AttributeTargets.Class, AllowMultiple = false, Inherited = true ]
  [AttributeUsage(AttributeTargets.Class, AllowMultiple = true, Inherited = true ]
  第一种情况:
  如果我们查询(Query)(稍后我们会看到如何在运行期查询一个类的特性)Derive类,我们将会发现Help特性并不存在,因为inherited属性被设置为false。
  第二种情况:
  和第一种情况相同,因为inherited也被设置为false。
  第三种情况:
  为了解释第三种和第四种情况,我们先来给派生类添加点代码:


复制代码

1
[Help("BaseClass")] 2
public class Base 3
{ 4
} 5
[Help("DeriveClass")] 6
public class Derive : Base 7
{ 8
}
复制代码

现在我们来查询一下Help特性,我们只能得到派生类的属性,因为inherited被设置为true,但是AllowMultiple却被设置为false。因此基类的Help特性被派生类Help特性覆盖了。
  第四种情况:
  在这里,我们将会发现派生类既有基类的Help特性,也有自己的Help特性,因为AllowMultiple被设置为true。

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