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C#中特性详解
特性提供了功能强大的方法,用于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“反射”的技术查询特性。
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?
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:
using System.Runtime.InteropServices; ... void MethodA([In][Out] ref double x) { } void MethodB([Out][In] ref double x) { } void MethodC([In, Out] ref double x) { }
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。
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 |
event | Event |
method | 方法或get和set属性访问器 |
param | 方法参数或set属性访问器的参数 |
property | Property |
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。
// 默认写法:应用于方法 [SomeAttr] int Method1() { return 0; } // 应用于方法 [method: SomeAttr] int Method2() { return 0; } // 应用于方法返回值 [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。
实战
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 |
message 描述可选的变通方法的文本字符串 |
system..::.String |
error 指示是否将使用已过时的元素是为错误的布尔值 |
system..::.Boolean |
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(); old.OldMethod(); Console.ReadKey(); } } [Obsolete("该类已经过时",true)] 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:
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。假设现在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 派生来的,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、本示例中,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。
以上为官方示例,下面一起来深入解剖一下:
从上面可以总结出创建自定义特性的大概步骤
1.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。
2.声明特性类,它由 System.Attribute 派生而来。
3.声明构造函数
4.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。
该枚举成员:
成员名称 | 说明 |
Assembly | 可以对程序集应用特性 |
Module |
可以对模块应用特性 注意:Module值得是可移植的可执行文件(.dll或者.exe),而非Visual Basic标准模块 |
Class | 可以对类应用特性 |
Struct | 可以对结构应用特性,即值类型 |
Enum | 可以对枚举应用特性 |
Constructor | 可以对构造函数应用特性 |
Method | 可以对方法应用特性 |
Property | 可以对属性应用特性 |
Field | 可以对字段应用特性 |
Event | 可以对事件应用特性 |
Interface | 可以对接口应用特性 |
Parameter | 可以对参数应用特性 |
Delegate | 可以对委托应用特性 |
ReturnValue | 可以对返回值应用特性 |
GenericParamet |
可以对泛型参数应用特性 注意:目前此特性可以应用仅于C#、Microsoft中间语言(MSIL)和发出的代码 |
All | 可以对任何应用程序元素应用特性 |
到了这里一节也就明了了,谜底都一一展现在我们的面前。
按照上面的经验,再次开始动手来熟悉这一切,我指定了该自定义的特性不可继承,就在不解释别的了只是为了证明一下命名参数Inherited定性成功与否,总之还是很简单的。
using System; namespace 特性 { class Program { static void Main(string[] args) { GetAttributeInfo(typeof(OldClass)); Console.WriteLine("=============="); GetAttributeInfo(typeof(NewClass)); Console.ReadKey(); } public static void GetAttributeInfo(Type t) { OldAttribute myattribute = (OldAttribute)Attribute.GetCustomAttribute(t, typeof(OldAttribute)); if (myattribute == null) { Console.WriteLine(t.ToString()+"类中自定义特性不存在!"); } else { Console.WriteLine("特性描述:{0}\n加入事件{1}", myattribute.Discretion, myattribute.date); } } } [AttributeUsage(AttributeTargets.Class,Inherited=false)]//设置了定位参数和命名参数 //该特性适用于所有的类,而且是非继承的。 class OldAttribute : Attribute//继承自Attribute { private string discretion; public string Discretion { get { return discretion; } set { discretion = value; } } public DateTime date; public OldAttribute(string discretion) { this.discretion = discretion; date = DateTime.Now; } } //现在我们定义两类 [Old("这个类将过期")]//使用定义的新特性 class OldClass { public void OldTest() { Console.WriteLine("测试特性"); } } class NewClass:OldClass { public void NewTest() { Console.WriteLine("测试特性的继承"); } } //我们写一个方法用来获取特性信息 }
运行效果:
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