C#自定義特性介紹
C#自定義特性范例介紹
如果不能自己定義一個特性并使用它，我想你怎么也不能很好的理解特性，我們現在就自己構建一個特性。假設我們有這樣一個很常見的需求：我們在創建或者更新一個類文件時，需要說明這個類是什么時候、由誰創建的，在以后的更新中還要說明在什么時候由誰更新的，可以記錄也可以不記錄更新的內容，以往你會怎么做呢？是不是像這樣在類的上面給類添加注釋：
- //更新：Matthew, 2008-2-10, 修改 ToString()方法
- //更新：Jimmy, 2008-1-18
- //創建：張子陽, 2008-1-15
- public class DemoClass{
- // Class Body
- }
這樣的的確確是可以記錄下來，但是如果有一天我們想將這些記錄保存到數據庫中作以備份呢？你是不是要一個一個地去查看源文件，找出這些注釋，再一條條插入數據庫中呢？
通過上面特性的定義，我們知道特性可以用于給類型添加元數據（描述數據的數據，包括數據是否被修改、何時創建、創建人，這些數據可以是一個類、方法、屬性），這些元數據可以用于描述類型。那么在此處，特性應該會派上用場。那么在本例中，元數據應該是：注釋類型(“更新”或者“創建”)，修改人，日期，備注信息(可有可無)。而特性的目標類型是DemoClass類。
按照對于附加到DemoClass類上的元數據的理解，我們先創建一個封裝了元數據的類RecordAttribute：
- public class RecordAttribute {
- private string recordType; // 記錄類型：更新/創建
- private string author; // 作者
- private DateTime date; // 更新/創建 日期
- private string memo; // 備注
- // 構造函數，構造函數的參數在特性中也稱為“位置參數”。
- public RecordAttribute(string recordType, string author, string date) {
- this.recordType = recordType;
- this.author = author;
- this.date = Convert.ToDateTime(date);
- }
- // 對于位置參數，通常只提供get訪問器
- public string RecordType { get { return recordType; } }
- public string Author { get { return author; } }
- public DateTime Date { get { return date; } }
- // 構建一個屬性，在特性中也叫“命名參數”
- public string Memo {
- get { return memo; }
- set { memo = value; }
- }
- }
NOTE：注意構造函數的參數 date，必須為一個常量、Type類型、或者是常量數組，所以不能直接傳遞DateTime類型。
這個類不光看上去，實際上也和普通的類沒有任何區別，顯然不能它因為名字后面跟了個Attribute就搖身一變成了特性。那么怎樣才能讓它稱為特性并應用到一個類上面呢？進行下一步之前，我們看看.Net內置的特性Obsolete是如何定義的：
- namespace System {
- [Serializable]
- [AttributeUsage(6140, Inherited = false)]
- [ComVisible(true)]
- public sealed class ObsoleteAttribute : Attribute {
- public ObsoleteAttribute();
- public ObsoleteAttribute(string message);
- public ObsoleteAttribute(string message, bool error);
- public bool IsError { get; }
- public string Message { get; }
- }
- }
添加特性的格式(位置參數和命名參數)
首先，我們應該發現，它繼承自Attribute類，這說明我們的 RecordAttribute 也應該繼承自Attribute類。 （一個特性類與普通類的區別是：繼承了Attribute類）
其次，我們發現在這個特性的定義上，又用了三個特性去描述它。這三個特性分別是：Serializable、AttributeUsage 和 ComVisible。Serializable特性我們前面已經講述過，ComVisible簡單來說是“控制程序集中個別托管類型、成員或所有類型對 COM 的可訪問性”(微軟給的定義)。這里我們應該注意到：特性本身就是用來描述數據的元數據，而這三個特性又用來描述特性，所以它們可以認為是“元數據的元數據”(元元數據：meta-metadata)。
（從這里我們可以看出，特性類本身也可以用除自身以外的其它特性來描述，所以這個特性類的特性是元元數據。）
因為我們需要使用“元元數據”去描述我們定義的特性 RecordAttribute，所以現在我們需要首先了解一下“元元數據”。這里應該記得“元元數據”也是一個特性，大多數情況下，我們只需要掌握 AttributeUsage就可以了，所以現在就研究一下它。我們首先看上面AttributeUsage是如何加載到ObsoleteAttribute特性上面的。
[AttributeUsage(6140, Inherited = false)]
然后我們看一下AttributeUsage的定義：
- namespace System {
- public sealed class AttributeUsageAttribute : Attribute {
- public AttributeUsageAttribute(AttributeTargets validOn);
- public bool AllowMultiple { get; set; }
- public bool Inherited { get; set; }
- public AttributeTargets ValidOn { get; }
- }
- }
可以看到，它有一個構造函數，這個構造函數含有一個AttributeTargets類型的位置參數(Positional Parameter) validOn，還有兩個命名參數(Named Parameter)。注意ValidOn屬性不是一個命名參數，因為它不包含set訪問器，（是位置參數）。
這里大家一定疑惑為什么會這樣劃分參數，這和特性的使用是相關的。假如AttributeUsageAttribute 是一個普通的類，我們一定是這樣使用的：
// 實例化一個 AttributeUsageAttribute 類
AttributeUsageAttribute usage=new AttributeUsageAttribute(AttributeTargets.Class);
usage.AllowMultiple = true; // 設置AllowMutiple屬性
usage.Inherited = false;// 設置Inherited屬性
但是，特性只寫成一行代碼，然后緊靠其所應用的類型(目標類型)，那么怎么辦呢？微軟的軟件工程師們就想到了這樣的辦法：不管是構造函數的參數 還是 屬性，統統寫到構造函數的圓括號中，對于構造函數的參數，必須按照構造函數參數的順序和類型；對于屬性，采用“屬性=值”這樣的格式，它們之間用逗號分隔。于是上面的代碼就減縮成了這樣：
[AttributeUsage(AttributeTargets.Class, AllowMutiple=true, Inherited=false)]
可以看出，AttributeTargets.Class是構造函數參數(位置參數)，而AllowMutiple 和 Inherited實際上是屬性(命名參數)。命名參數是可選的。將來我們的RecordAttribute的使用方式于此相同。(為什么管他們叫參數，我猜想是因為它們的使用方式看上去更像是方法的參數吧。)
假設現在我們的RecordAttribute已經OK了，則它的使用應該是這樣的：
C#代碼
- [RecordAttribute("創建","張子陽","2008-1-15",Memo="這個類僅供演示")]
- public class DemoClass{
- // ClassBody
- }
其中recordType, author 和 date 是位置參數，Memo是命名參數。
C#自定義特性：AttributeTargets 位標記
從AttributeUsage特性的名稱上就可以看出它用于描述特性的使用方式。具體來說，首先應該是其所標記的特性可以應用于哪些類型或者對象。從上面的代碼，我們看到AttributeUsage特性的構造函數接受一個 AttributeTargets 類型的參數，那么我們現在就來了解一下AttributeTargets。
AttributeTargets 是一個位標記，它定義了特性可以應用的類型和對象。
[Flags]
public enum AttributeTargets {
Assembly = 1, //可以對程序集應用屬性。
Module = 2, //可以對模塊應用屬性。
Class = 4, //可以對類應用屬性。
Struct = 8, //可以對結構應用屬性，即值類型。
Enum = 16, //可以對枚舉應用屬性。
Constructor = 32, //可以對構造函數應用屬性。
Method = 64, //可以對方法應用屬性。
Property = 128, //可以對屬性 (Property) 應用屬性 (Attribute)。
Field = 256, //可以對字段應用屬性。
Event = 512, //可以對事件應用屬性。
Interface = 1024, //可以對接口應用屬性。
Parameter = 2048, //可以對參數應用屬性。
Delegate = 4096, //可以對委托應用屬性。
ReturnValue = 8192, //可以對返回值應用屬性。
GenericParameter = 16384, //可以對泛型參數應用屬性。
All = 32767, //可以對任何應用程序元素應用屬性。
}
現在應該不難理解為什么上面我范例中用的是：
[AttributeUsage(AttributeTargets.Class, AllowMutiple=true, Inherited=false)]
而ObsoleteAttribute特性上加載的 AttributeUsage是這樣的：
[AttributeUsage(6140, Inherited = false)]
因為AttributeUsage是一個位標記，所以可以使用按位或“|”來進行組合。所以，當我們這樣寫時：
[AttributeUsage(AttributeTargets.Class|AttributeTargets.Interface)
意味著既可以將特性應用到類上，也可以應用到接口上。
NOTE：這里存在著兩個特例：觀察上面AttributeUsage的定義，說明特性還可以加載到程序集Assembly和模塊Module上，而這兩個屬于我們的編譯結果，在程序中并不存在這樣的類型，我們該如何加載呢？可以使用這樣的語法：[assembly:SomeAttribute(parameter list)]，另外這條語句必須位于程序語句開始之前。
C#自定義特性：Inherited 和 AllowMutiple屬性
AllowMutiple 屬性用于設置該特性是不是可以重復地添加到一個類型上(默認為false)，就好像這樣：
[RecordAttribute("更新","Jimmy","2008-1-20")]
[RecordAttribute("創建","張子陽","2008-1-15",Memo="這個類僅供演示")]
public class DemoClass{
// ClassBody
}
所以，我們必須顯示的將AllowMutiple設置為True。
Inherited 就更復雜一些了，假如有一個類繼承自我們的DemoClass，那么當我們將RecordAttribute添加到DemoClass上時，DemoClass的子類也會獲得該特性。而當特性應用于一個方法，如果繼承自該類的子類將這個方法覆蓋，那么Inherited則用于說明是否子類方法是否繼承這個特性。
在我們的例子中，將 Inherited 設為false。
C#自定義特性：實現 RecordAttribute
現在實現RecordAttribute應該是非常容易了，對于類的主體不需要做任何的修改，我們只需要讓它繼承自Attribute基類，同時使用AttributeUsage特性標記一下它就可以了(假定我們希望可以對類和方法應用此特性)：
[AttributeUsage(AttributeTargets.Class|AttributeTargets.Method, AllowMultiple=true, Inherited=false)]
public class RecordAttribute:Attribute {
// 略
}
C#自定義特性：使用 RecordAttribute
我們已經創建好了自己的自定義特性，現在是時候使用它了。
C#代碼
- [Record("更新", "Matthew", "2008-1-20", Memo = "修改 ToString()方法")]
- [Record("更新", "Jimmy", "2008-1-18")]
- [Record("創建", "張子陽", "2008-1-15")]
- public class DemoClass {
- public override string ToString() {
- return "This is a demo class";
- }
- }
- class Program {
- static void Main(string[] args) {
- DemoClass demo = new DemoClass();
- Console.WriteLine(demo.ToString());
- }
- }
這段程序簡單地在屏幕上輸出一個“This is a demo class”。我們的屬性也好像使用“//”來注釋一樣對程序沒有任何影響，實際上，我們添加的數據已經作為元數據添加到了程序集中。可以通過IL DASM看到：
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