[你必须知道的.NET] 第三回:历史纠葛:特性和属性
2009-01-02 10:04
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Code
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:
Code 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。
Code [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:
Code enum Animal { Dog = 0x0001, Cat = 0x0002, Duck = 0x0004, Chicken = 0x0008 }
因此,以下实现就相当轻松,
Code 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。
Code 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
Code [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
Code [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:
Code 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。 [code] Code 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。
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