C#特性:從自定義一個特性開始,談談什么是特性


作為C#新手中的一員,我剛開始接觸特性時,那真是一臉冏逼啊,怎么想怎么查資料都沒弄明白它到底是個什么東西,有的入門教程甚至都沒講特性和反射這些概念!相信很多人第一次接觸到特性就是關於系列化的知識了。

官方概述:

特性提供功能強大的方法,用以將元數據或聲明信息與代碼(程序集、類型、方法、屬性等)相關聯。 特性與程序實體關聯后,即可在運行時使用名為“反射”的技術查詢特性。

先弄明白一點,一個特性,如Serializable,他其實就是一個類,定義方式跟類一樣,且所有特性都是直接或間接繼承自Attribute基類。

自定義一個特性

下面就來自定義一個特性MyAttribute

    [AttributeUsage(AttributeTargets.Class,AllowMultiple=false,Inherited=false)]
    public class MyAttribute : Attribute  //類名是特性的名稱
    {
        public float Version;//命名參數
        private string Name;
        public MyAttribute(string name) //name為定位參數
        {
            this.Name = name;
            this.Version = 1.0f;
        }
    }

如何創建一個自定義特性:

  1. 一個自定義特性類必須直接或間接繼承自System.Attribute特性類
  2. 為該自定義特性類指定System.AttributeUsage特性,並指定限制參數(枚舉System.AttributeTargets)和可選的AllowMultiple、Inherited命名參數),AttributeUsage 的命名參數 AllowMultiple是否允許多次使用在同一目標上。Inherited命名參數表示是否同時應用於派生類型或重載版本。
  3. 類名是特性的名稱。
  4. 構造函數的參數是自定義特性的定位參數(應用該特性時必須放在參數列表的最前面),也可以是無參構造函數(如[Serializable])。
  5. 任何公共的讀寫字段或屬性都是可選的命名參數。
  6. 如果特性類包含一個屬性,則該屬性必須為 讀寫屬性。
應用特性

下面來應用該特性:

    [My("srf", Version = 1.2f)]
    class Test11
    {
        public float n;
        public Test11()
        {
        }
        public void PrintName()
        {
        }
    }

應用特性[My("srf", Version = 1.2f)]其實是對構造函數的調用來實例化一個特性類。
根據約定,所有特性名稱都以單詞“Attribute”結束。 如可系列化標記特性Serializable,它的全稱為SerializableAttribute,在代碼中使用特性時,不需要指定 attribute 后綴,以上代碼中同樣只需要My來代表MyAttribute特性。

關聯特性

利用反射的原理,關聯特性類與目標類型(反射:主要利用Type類的屬性和方法來獲得一個目標類型的類型信息對象,然后根據該對象可以得到目標類型的信息,如它的字段、屬性、方法名、類名等,有了這些信息,下一步就可以為所欲為了,可以還原該類型,即反系列化,甚至創建一個新類型)
如下代碼:

            //1.判斷Test11類定義時,是否應用了該特性
            if (typeof(Test11).IsDefined(typeof(MyAttribute),false))
            {
                //2.獲得該特性對象,之后就可以訪問它的成員(元數據)
                MyAttribute attribute = (MyAttribute)Attribute.GetCustomAttribute(typeof(Test11), typeof(MyAttribute));
                attribute.Version = 1.3f;
            }

當編譯器發現一個特性應用到一個目標,並發生關聯時:

  1. 首先會把"Attribute"追加到特性的名稱(若使用了簡寫),形成完整的特性類名
  2. 然后在其所有引入的命名空間中搜索該特性類,若找不到該類或它與目標不匹配,則產生編譯錯誤
  3. 檢查傳遞給特性的參數,並查找該特性中帶定位參數的構造函數(或無參構造函數)和其它可選的命名參數(特性類的公共字段、屬性),若找到匹配的構造函數,則實例化該特性類,編譯器還會把目標類型的元數據傳遞給程序集,反射可以從程序集中讀取元數據,找不到則產生編譯錯誤。

關聯代碼可以定義在目標類型內部:

    [My("srf", Version = 1.2f)]
    class Test11
    {
        public float n;
        public Test11()
        {
        }
        public void PrintName()
        {
            //1.判斷是否應用了該特性
            if (this.GetType().IsDefined(typeof(MyAttribute),false))
            {
                //2.獲得該特性對象,之后就可以訪問它的成員
                MyAttribute attribute = (MyAttribute)Attribute.GetCustomAttribute(typeof(Test11), typeof(MyAttribute));
                attribute.Version = 1.3f;
                this.n = attribute.Version;
            }
        }
    }
.NET預定義特性

至於.NET預定義特性的實現原理,我沒研究過,大概類似自定義特性吧,就比如系列化特性SerializableAttribute,實現原理我想大概是這樣:應用[Serializable]時給目標做一個“標記”,在.NET內置程序集的某個地方判斷該目標類型是否應用了該特性,然后決定是否進行系列化操作。

總之,特性其實沒那么難,它就是一個類,或者說是一個用來服務於其它類型的類,一個目標類型應用了一個特性,那么這個目標類型就可以享受該特性提供的服務了!

以上純屬個人對特性的理解,有不對的地方請前輩們務必指正,以免誤導!


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