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• 定制特性的基本概念和用法
• 属性与特性的区别比较
• 反射的简单介绍
1. 引言
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• 定制特性的基本概念和用法
• 属性与特性的区别比较
• 反射的简单介绍
1. 引言
attribute是.NET框架引入的有一技术亮点因此我们有必要花点时间来了解本文的内容走进一个发现attribute登堂入室的入口。因为.NET Framework中使用了大量的定制特性来完成代码约定[Serializable]、[Flags]、[DllImport]、[AttributeUsage]这些的构造相信我们都见过吧那么你是否了解其背后的技术。
提起特性由于高级语言发展的历史原因不免让人想起另一个耳熟能详的名字属性。特性和属性往往给初学者或者从C转移到C#的人混淆的概念冲击。那么什么是属性什么是特性二者的概念和区别用法与示例将在本文做以概括性的总结和比较希望给你的理解带来收获。另外本文的主题以特性的介绍为主属性的论述重点突出在二者的比较上关于属性的更多论述将在另一篇主题中详细讨论敬请关注。
2. 概念引入
2.1. 什么是特性
MADN的定义为公共语言运行时允许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。
我们简单的总结为定制特性attribute本质上是一个类其为目标元素提供关联附加信息并在运行期以反射的方式来获取附加信息。具体的特性实现方法在接下来的讨论中继续深入。
2.2. 什么是属性 属性是面向对象编程的基本概念提供了对私有字段的访问封装在C#中以get和set访问器方法实现对可读可写属性的操作提供了安全和灵活的数据访问封装。关于属性的概念不是本文的重点而且相信大部分的技术人员应该对属性有清晰的概念。以下是简单的属性示例 public class MyProperty { //定义字段 private string _name; private int _age; //定义属性实现对_name字段的封装 public string Name { get { return (_name null) ? string.Empty : _name; } set { _name value; } } //定义属性实现对_age字段的封装 //加入对字段的范围控制 public int Age { get { return _age; } set { if ((value 0) (value 150)) { _age value; } else { throw new Exception(Not a real age); } } } } public class MyTest { public static void Main(string[] args) { MyProperty myProperty new MyProperty(); //触发set访问器 myProperty.Name Anytao; //触发get访问器 Console.WriteLine(myProperty.Name); myProperty.Age 66; Console.WriteLine(myProperty.Age.ToString()); Console.ReadLine(); } }2.3. 区别与比较
通过对概念的澄清和历史的回溯我们知道特性和属性只是在名称上有过纠葛在MSDN上关于attribute的中文解释甚至还是属性但是我同意更通常的称呼特性。在功能上和应用上二者其实没有太多模糊的概念交叉因此也没有必要来比较其应用的异同点。本文则以特性的概念为重点来讨论其应用的场合和规则。
我理解的定制特性就是为目标元素可以是数据集、模块、类、属性、方法、甚至函数参数等加入附加信息类似于注释但是可以在运行期以反射的方式获得。定制特性主要应用在序列化、编译器指令、设计模式等方面。
3. 通用规则
定制特性可以应用的目标元素可以为程序集(assembly)、模块(module)、类型(type)、属性(property)、事件(event)、字段(field)、方法(method)、参数(param)、返回值(return)应该全了。定制特性以[,]形式展现放在紧挨着的元素上多个特性可以应用于同一元素特性间以逗号隔开以下表达规则有效[AttributeUsage][ Flags]、[AttributeUsage, Flags]、[Flags, AttibuteUsageAttribute]、[AttributeUsage(), FlagesAttribute()]attibute实例是在编译期进行初始化而不是运行期。C#允许以指定的前缀来表示特性所应用的目标元素建议这样来处理因为显式处理可以消除可能带来的二义性。例如 using System; namespace Anytao.net { [assembly: MyAttribute(1)] //应用于程序集 [moduel: MyAttribute(2)] //应用于模块 pubic class Attribute_how2do { // } } 定制特性类型必须直接或者间接的继承自System.Attribute类而且该类型必须有公有构造函数来创建其实例。所有自定义的特性名称都应该有个Attribute后缀这是习惯性约定。定制特性也可以应用在其他定制特性上这点也很好理解因为定制特性本身也是一个类遵守类的公有规则。例如很多时候我们的自定义定制特性会应用AttributeUsageAttribute特性来控制如何应用新定义的特性。 [AttributeUsageAttribute(AttributeTarget.All), AllowMultiple true, Inherited true]class MyNewAttribute: System.Attribute {//} 定制特性不会影响应用元素的任何功能只是约定了该元素具有的特质。所有非抽象特性必须具有public访问限制。特性常用于编译器指令突破#define, #undefine, #if, #endif的限制而且更加灵活。定制特性常用于在运行期获得代码注释信息以附加信息来优化调试。定制特性可以应用在某些设计模式中如工厂模式。定制特性还常用于位标记非托管函数标记、方法废弃标记等其他方面。
4. 特性的应用
4.1. 常用特性
常用特性也就是.NET已经提供的固有特性事实上在.NET框架中已经提供了丰富的固有特性由我们发挥以下精选出我认为最常用、最典型的固有特性做以简单讨论当然这只是我的一家之言亦不足道。我想了解特性还是从这里做为起点从.NET提供的经典开始或许是一种求知的捷径希望能给大家以启示。
AttributeUsage AttributeUsage特性用于控制如何应用自定义特性到目标元素。关于AttributeTargets、AllowMultiple、Inherited、ValidOn请参阅示例说明和其他文档。我们已经做了相当的介绍和示例说明我们还是在实践中自己体会更多吧。 Flags 以Flags特性来将枚举数值看作位标记而非单独的数值例如 enum Animal { Dog 0x0001, Cat 0x0002, Duck 0x0004, Chicken 0x0008} 因此以下实现就相当轻松 Animal animals Animal.Dog | Animal.Cat; Console.WriteLine(animals.ToString()); 请猜测结果是什么答案是:Dog, Cat。如果没有Flags特别这里的结果将是3。关于位标记也将在本系列的后续章回中有所交代在此只做以探讨止步。 DllImport DllImport特性可以让我们调用非托管代码所以我们可以使用DllImport特性引入对Win32 API函数的调用对于习惯了非托管代码的程序员来说这一特性无疑是救命的稻草。 using System;using System.Runtime.InteropServices;namespace Anytao.net { class MainClass { [DllImport(User32.dll)] public static extern int MessageBox(int hParent, string msg, string caption, int type); static int Main() { return MessageBox(0, How to use attribute in .NET, Anytao_net, 0); } } } Serializable Serializable特性表明了应用的元素可以被序列化(serializated)序列化和反序列化是另一个可以深入讨论的话题在此我们只是提出概念深入的研究有待以专门的主题来呈现限于篇幅此不赘述。 Conditional Conditional特性用于条件编译在调试时使用。注意Conditional不可应用于数据成员和属性。
还有其他的重要特性包括Description、DefaultValue、Category、ReadOnly、BrowerAble等有时间可以深入研究。
4.2. 自定义特性
既然attribute本质上就是一个类那么我们就可以自定义更特定的attribute来满足个性化要求只要遵守上述的12条规则实现一个自定义特性其实是很容易的典型的实现方法为
定义特性 [AttributeUsage(AttributeTargets.Class | AttributeTargets.Method, Inherited true)] public class TestAttribute : System.Attribute { public TestAttribute(string message) { Console.WriteLine(message); } public void RunTest() { Console.WriteLine(TestAttribute here.); } } 应用目标元素 [Test(Error Here.)] public void CannotRun() { // } 获取元素附加信息 如果没有什么机制来在运行期来获取Attribute的附加信息那么attribute就没有什么存在的意义。因此.NET中以反射机制来实现在运行期获取attribute信息实现方法如下 public static void Main() { Tester t new Tester(); t.CannotRun(); Type tp typeof(Tester); MethodInfo mInfo tp.GetMethod(CannotRun); TestAttribute myAtt (TestAttribute)Attribute.GetCustomAttribute(mInfo, typeof(TestAttribute)); myAtt.RunTest(); }
5. 经典示例 5.1 小菜一碟
啥也不说了看注释吧。
using System;using System.Reflection; //应用反射技术获得特性信息namespace Anytao.net { //定制特性也可以应用在其他定制特性上 //应用AttributeUsage来控制如何应用新定义的特性 [AttributeUsageAttribute(AttributeTargets.All, //可应用任何元素 AllowMultiple true, //允许应用多次 Inherited false)] //不继承到派生类 //特性也是一个类 //必须继承自System.Attribute类 //命名规范为类名Attribute。 public class MyselfAttribute : System.Attribute { //定义字段 private string _name; private int _age; private string _memo; //必须定义其构造函数如果不定义有编译器提供无参默认构造函数 public MyselfAttribute() { } public MyselfAttribute(string name, int age) { _name name; _age age; } //定义属性 //显然特性和属性不是一回事儿 public string Name { get { return _name null ? string.Empty : _name; } } public int Age { get { return _age; } } public string Memo { get { return _memo; } set { _memo value; } } //定义方法 public void ShowName() { Console.WriteLine(Hello, {0}, _name null ? world. : _name); } } //应用自定义特性 //可以以Myself或者MyselfAttribute作为特性名 //可以给属性Memo赋值 [Myself(Emma, 25, Memo Emma is my good girl.)] public class Mytest { public void SayHello() { Console.WriteLine(Hello, my.net world.); } } public class Myrun { public static void Main(string[] args) { //如何以反射确定特性信息 Type tp typeof(Mytest); MemberInfo info tp; MyselfAttribute myAttribute (MyselfAttribute)Attribute.GetCustomAttribute(info, typeof(MyselfAttribute)); if (myAttribute ! null) { //嘿嘿在运行时查看注释内容是不是很爽 Console.WriteLine(Name: {0}, myAttribute.Name); Console.WriteLine(Age: {0}, myAttribute.Age); Console.WriteLine(Memo of {0} is {1}, myAttribute.Name, myAttribute.Memo); myAttribute.ShowName(); } //多点反射 object obj Activator.CreateInstance(typeof(Mytest)); MethodInfo mi tp.GetMethod(SayHello); mi.Invoke(obj, null); Console.ReadLine(); } } }啥也别想了自己做一下试试。
5.2 他山之石
MSDN认为特性 (Attribute) 描述如何将数据序列化指定用于强制安全性的特性并限制实时 (JIT) 编译器的优化从而使代码易于调试。属性 (Attribute) 还可以记录文件名或代码作者或在窗体开发阶段控制控件和成员的可见性。dudu Boss收藏的系列文章《Attribute在.net编程中的应用》给你应用方面的启示会很多值得研究。亚历山大同志 的系列文章《手把手教你写ORM六》中也有很好的诠释。idior的文章《Remoting基本原理及其扩展机制》也有收获因此补充。
6. 结论 Attribute是.NET引入的一大特色技术但在博客园中讨论的不是很多所以拿出自己的体会来分享希望就这一技术要点进行一番登堂入室的引导。更深层次的应用例如序列化、程序安全性、设计模式多方面都可以挖掘出闪耀的金子这就是.NET在技术领域带来的百变魅力吧。希望大家畅所欲言来完善和补充作者在这方面的不全面和认知上的不深入那将是作者最大的鼓励和动力。
参考文献
USAStanley B.Lippman, C# Primer
