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C#特性

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2023-03-14
特性（Attribute）是一种用于在程序运行时传递各种元素（例如类、方法、结构、枚举等）行为信息的声明性代码。使用特性可以将元数据（例如编译器指令、注释、描述、方法和类等信息）添加到程序中。.Net Framework 提供了两种类型的特性，分别是预定义特性和自定义特性。

在 C# 中，特性具有以下属性：
  • 使用特性可以向程序中添加元数据，元数据是指程序中各种元素的相关信息，所有 .NET 程序中都包含一组指定的元数据；
  • 可以将一个或多个特性应用于整个程序、模块或者较小的程序元素（例如类和属性）中；
  • 特性可以像方法和属性一样接受自变量；
  • 程序可使用反射来检查自己的元数据或其他程序中的元数据。

1、定义特性

C# 中定义特性的语法格式如下所示：

[attribute(positional_parameters, name_parameter = value, ...)]
element

其中， [ ] 中用来定义特性的名称和值，positional_parameters 用来指定基本信息，name_parameter 用来指定可选信息。

2、预定义特性

.Net Framework 中提供了三个预定义的属性：
  • AttributeUsage；
  • Conditional；
  • Obsolete。

1) AttributeUsage

预定义特性 AttributeUsage 用来描述如何使用自定义特性类，其中定义了可以应用特性的项目类型。AttributeUsage 的语法格式如下：

[AttributeUsage (
   validon,
   AllowMultiple = allowmultiple,
   Inherited = inherited
)]

参数说明如下：
  • 参数 validon 用来定义特性可被放置的语言元素。它是枚举器 AttributeTargets 的值的组合。默认值是 AttributeTargets.All；
  • 参数 allowmultiple（可选参数）用来为该特性的 AllowMultiple 属性（property）提供一个布尔值，默认值为 false（单用的），如果为 true，则该特性是多用的；
  • 参数 inherited（可选参数）用来为该特性的 Inherited 属性（property）提供一个布尔值，默认为 false（不被继承），如果为 true，则该特性可被派生类继承。

示例代码如下：

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class |
AttributeTargets.Constructor |
AttributeTargets.Field |
AttributeTargets.Method |
AttributeTargets.Property,
AllowMultiple = true)]

2) Conditional

预定义特性 Conditional 用来标记一个方法，它的执行依赖于指定的预处理标识符。根据该特性值的不同，在编译时会起到不同的效果，例如当值为 Debug 或 Trace 时，会在调试代码时显示变量的值。

预定义特性 Conditional 的语法格式如下：

[Conditional(
    conditionalSymbol
)]

例如：

[Conditional("DEBUG")]

【示例】下面通过示例演示预定义特性 Conditional 的使用。 
#define DEBUG
using System;
using System.Diagnostics;

namespace www.xnip.cn
{
    class Demo
    {
        static void function1()
        {
            Myclass.Message("Function1 函数");
            function2();
        }
        static void function2()
        {
            Myclass.Message("Function2 函数");
        }
        static void Main(string[] args) 
        {
            Myclass.Message("Main 函数");
            function1();
            Console.ReadKey();
        }
    }
    public class Myclass
    {
        [Conditional("DEBUG")]
        public static void Message(string msg)
        {
            Console.WriteLine(msg);
        }
    }
}
运行结果如下：

Main 函数
Function1 函数
Function2 函数

3) Obsolete

预定义特性 Obsolete 用来标记不应被使用的程序，您可以使用它来通知编译器放弃某个目标元素。例如当您需要使用一个新方法来替代类中的某个旧方法时，就可以使用该特性将旧方法标记为 obsolete（过时的）并来输出一条消息，来提示我们应该使用新方法代替旧方法。

预定义特性 Obsolete 的语法格式如下：

[Obsolete (
   message
)]

[Obsolete (
   message,
   iserror
)]

语法说明如下：
  • 参数 message 是一个字符串，用来描述项目为什么过时以及应该使用什么替代；
  • 参数 iserror 是一个布尔值，默认值是 false（编译器会生成一个警告），如果设置为 true，那么编译器会把该项目的当作一个错误。

【示例】下面通过示例来演示预定义特性 Obsolete 的使用： 
using System;

namespace www.xnip.cn
{
    class Demo
    {
        [Obsolete("OldMethod 已弃用，请改用 NewMethod", true)]
        static void OldMethod()
        {
          Console.WriteLine("已弃用的函数");
        }
        static void NewMethod()
        {
          Console.WriteLine("新定义的函数");
        }
        static void Main(string[] args) 
        {
            OldMethod();
        }
    }
}
运行结果如下：

demo.cs(18,10): error CS0619: “www.xnip.cn.Demo.OldMethod()”已过时:“OldMethod 已弃用，请改用 NewMethod”

3、自定义特性

.Net Framework 允许您创建自定义特性，自定义特性不仅可以用于存储声明性的信息，还可以在运行时被检索。创建并使用自定义特性可以分为四个步骤：
  • 声明自定义特性；
  • 构建自定义特性；
  • 在目标程序上应用自定义特性；
  • 通过反射访问特性。

最后一步涉及编写一个简单的程序来读取元数据以便查找各种符号。元数据是有关数据或用于描述其他数据信息的数据。该程序应在运行时使用反射来访问属性。

1) 声明自定义属性

自定义特性应该继承 System.Attribute 类，如下所示：

// 一个自定义特性 BugFix 被赋给类及其成员
[AttributeUsage(
   AttributeTargets.Class |
   AttributeTargets.Constructor |
   AttributeTargets.Field |
   AttributeTargets.Method |
   AttributeTargets.Property,
   AllowMultiple = true)]

public class DeBugInfo : System.Attribute

在上面的示例代码中，我们声明了一个名为 DeBugInfo 的自定义属性。

2) 构建自定义特性

让我们构建一个名为 DeBugInfo 的自定义特性，该特性可以存储下面列举的调试信息：
  • bug 的代码编号；
  • 该 bug 的开发人员名字；
  • 上次审查代码的日期；
  • 一个存储了开发人员标记的字符串消息。

DeBugInfo 类中带有三个用于存储前三个信息的私有属性（property）和一个用于存储消息的公有属性（public）。所以 bug 编号、开发人员名字和审查日期将是 DeBugInfo 类的必需的定位（ positional）参数，而消息则是一个可选的命名（named）参数。

每个特性都至少有一个构造函数，而且定位（ positional）参数需要通过构造函数传递。如下例所示： 
// 一个自定义特性 BugFix 被赋给类及其成员
[AttributeUsage(AttributeTargets.Class |
AttributeTargets.Constructor |
AttributeTargets.Field |
AttributeTargets.Method |
AttributeTargets.Property,
AllowMultiple = true)]

public class DeBugInfo : System.Attribute
{
  private int bugNo;
  private string developer;
  private string lastReview;
  public string message;

  public DeBugInfo(int bg, string dev, string d)
  {
      this.bugNo = bg;
      this.developer = dev;
      this.lastReview = d;
  }

  public int BugNo
  {
      get
      {
          return bugNo;
      }
  }
  public string Developer
  {
      get
      {
          return developer;
      }
  }
  public string LastReview
  {
      get
      {
          return lastReview;
      }
  }
  public string Message
  {
      get
      {
          return message;
      }
      set
      {
          message = value;
      }
  }
}

3) 应用自定义特性

通过把特性放置在紧挨着它的目标上面来应用该特性，示例代码如下： 
using System;

namespace www.xnip.cn
{
    class Demo
    {
        static void Main(string[] args) 
        {
            Rectangle rec = new Rectangle(12, 15);
            rec.Display();
        }
    }

    [DeBugInfo(45, "Zara Ali", "12/8/2012", Message = "返回值类型不匹配")]
    [DeBugInfo(49, "Nuha Ali", "10/10/2012", Message = "未使用变量")]
    class Rectangle
    {
        // 成员变量
        protected double length;
        protected double width;
        public Rectangle(double l, double w)
        {
            length = l;
            width = w;
        }
        [DeBugInfo(55, "Zara Ali", "19/10/2012",
        Message = "返回值类型不匹配")]
        public double GetArea()
        {
            return length * width;
        }
        [DeBugInfo(56, "Zara Ali", "19/10/2012")]
        public void Display()
        {
            Console.WriteLine("Length: {0}", length);
            Console.WriteLine("Width: {0}", width);
            Console.WriteLine("Area: {0}", GetArea());
        }
    }
    // 一个自定义特性 BugFix 被赋给类及其成员
    [AttributeUsage(AttributeTargets.Class |
    AttributeTargets.Constructor |
    AttributeTargets.Field |
    AttributeTargets.Method |
    AttributeTargets.Property,
    AllowMultiple = true)]

    public class DeBugInfo : System.Attribute
    {
        private int bugNo;
        private string developer;
        private string lastReview;
        public string message;

        public DeBugInfo(int bg, string dev, string d)
        {
            this.bugNo = bg;
            this.developer = dev;
            this.lastReview = d;
        }

        public int BugNo
        {
            get
            {
                return bugNo;
            }
        }
        public string Developer
        {
            get
            {
                return developer;
            }
        }
        public string LastReview
        {
            get
            {
                return lastReview;
            }
        }
        public string Message
        {
            get
            {
                return message;
            }
            set
            {
                message = value;
            }
        }
    }
}
运行结果如下：

Length: 12
Width: 15
Area: 180

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