C#高级编程之特性

特性定义

MSDN的描述：使用特性，可以有效地将元数据或声明性信息与代码（程序集、类型、方法、属性等）相关联。 将特性与程序实体相关联后，可以在运行时使用反射这项技术查询特性。

参考此处作者的解释

https://www.cnblogs.com/chenxizhaolu/p/9497768.html

1.特性就是为了支持对象添加一些自我描述的信息，不影响类封装的前提添加额外信息。如果你用这个信息，那特性就有用；如果你不需要这个信息，那么这个特性就没用。

2.特性的基类：Attribute。例如：Obsolete特性，提出警告信息或错误信息，特性可以影响编译、影响运行。

3.特性类通常用Attribute结尾，在使用的时候可以用全称，也可以去掉这个结尾，也可以加上小括号显示调用构造函数，如果不加小括号默认调用无参构造函数，也可以在括号内直接给属性或字段赋值。

4.特性往往只能修饰一个对象一次，需要设置属性的属性的时候，需要给属性添加AttributeUsage属性，可以用来设置：是否允许多次修饰、修饰对象的类别(类or字段等)

5.DLL文件=IL中间语言+metadata元数据，特性信息会被编译到元数据中。我们可以通过使用ILSpy工具看到具体信息。

特性的使用

使用场景1:

这里以通过特性获取类或成员添加描述信息，然后在使用的时候拿到该信息为例：

 第一步：定义一个特性类    

    public class CustomAttribute : Attribute
    {
        public int YearInfo { get; set; }
        public CustomAttribute()
        {
            Console.WriteLine("无参数构造函数");

        }
        public CustomAttribute(int i)
        {
            YearInfo = i;
            Console.WriteLine("int 类型的构造函数");
        }
        public void Show(string typeinfo)
        {
            Console.WriteLine("********************");
            Console.WriteLine($"特性修饰的粒度{typeinfo}");
            Console.WriteLine($"所在年信息为：{YearInfo}");
            Console.WriteLine("通过反射调用特性中的方法");
        }

    }

第二步：创建特性类实例，【里面包含着验证指定粒度的Model模型（类型、属性、方法）需要的数据，后面数据验证场景会讲到】
此处只是Model的不同粒度上附加数据。这里分别将特性附加于类型、属性和方法上。

    public class Student
    {
        public string Id { get; set; }
        public string Name { get; set; }
        public void Answer(string message)
        {
            Console.WriteLine(message);
        }
    }

    [Custom(2018)]
    class StudentVIP:Student
    {
        [Custom(2019)]
        public string VIPGroup { get; set; }
        [Custom(2020)]
        public void HomeWork()
        {
            Console.WriteLine("Homework");
        }
        public long Salary { get; set; }
    }

通过ILSpy反编译工具可以看到:标记了特性的元素，都会在元素内部生成一个.custom，但是C#不能在元素内部调用

.class private auto ansi beforefieldinit LearningAttribute.StudentVIP
    extends LearningAttribute.Student
{
    .custom instance void LearningAttribute.CustomAttribute::.ctor(int32) = (
        01 00 e2 07 00 00 00 00
    )
    // Fields
    .field private string '<VIPGroup>k__BackingField'
    .custom instance void [mscorlib]System.Runtime.CompilerServices.CompilerGeneratedAttribute::.ctor() = (
        01 00 00 00
    )
    .custom instance void [mscorlib]System.Diagnostics.DebuggerBrowsableAttribute::.ctor(valuetype [mscorlib]System.Diagnostics.DebuggerBrowsableState) = (
        01 00 00 00 00 00 00 00
    )
    .field private int64 '<Salary>k__BackingField'
    .custom instance void [mscorlib]System.Runtime.CompilerServices.CompilerGeneratedAttribute::.ctor() = (
        01 00 00 00
    )
    .custom instance void [mscorlib]System.Diagnostics.DebuggerBrowsableAttribute::.ctor(valuetype [mscorlib]System.Diagnostics.DebuggerBrowsableState) = (
        01 00 00 00 00 00 00 00
    )

    // Methods
    .method public hidebysig specialname 
        instance string get_VIPGroup () cil managed 
    {
        .custom instance void [mscorlib]System.Runtime.CompilerServices.CompilerGeneratedAttribute::.ctor() = (
            01 00 00 00
        )
        // Method begins at RVA 0x2441
        // Code size 7 (0x7)
        .maxstack 8

        IL_0000: ldarg.0
        IL_0001: ldfld string LearningAttribute.StudentVIP::'<VIPGroup>k__BackingField'
        IL_0006: ret
    } // end of method StudentVIP::get_VIPGroup

    .method public hidebysig specialname 
        instance void set_VIPGroup (
            string 'value'
        ) cil managed 
    {
        .custom instance void [mscorlib]System.Runtime.CompilerServices.CompilerGeneratedAttribute::.ctor() = (
            01 00 00 00
        )
        // Method begins at RVA 0x2449
        // Code size 8 (0x8)
        .maxstack 8

        IL_0000: ldarg.0
        IL_0001: ldarg.1
        IL_0002: stfld string LearningAttribute.StudentVIP::'<VIPGroup>k__BackingField'
        IL_0007: ret
    } // end of method StudentVIP::set_VIPGroup

    .method public hidebysig 
        instance void HomeWork () cil managed 
    {
        .custom instance void LearningAttribute.CustomAttribute::.ctor(int32) = (
            01 00 e4 07 00 00 00 00
        )
        // Method begins at RVA 0x2452
        // Code size 13 (0xd)
        .maxstack 8

        IL_0000: nop
        IL_0001: ldstr "Homework"
        IL_0006: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string)
        IL_000b: nop
        IL_000c: ret
    } // end of method StudentVIP::HomeWork

    .method public hidebysig specialname 
        instance int64 get_Salary () cil managed 
    {
        .custom instance void [mscorlib]System.Runtime.CompilerServices.CompilerGeneratedAttribute::.ctor() = (
            01 00 00 00
        )
        // Method begins at RVA 0x2460
        // Code size 7 (0x7)
        .maxstack 8

        IL_0000: ldarg.0
        IL_0001: ldfld int64 LearningAttribute.StudentVIP::'<Salary>k__BackingField'
        IL_0006: ret
    } // end of method StudentVIP::get_Salary

    .method public hidebysig specialname 
        instance void set_Salary (
            int64 'value'
        ) cil managed 
    {
        .custom instance void [mscorlib]System.Runtime.CompilerServices.CompilerGeneratedAttribute::.ctor() = (
            01 00 00 00
        )
        // Method begins at RVA 0x2468
        // Code size 8 (0x8)
        .maxstack 8

        IL_0000: ldarg.0
        IL_0001: ldarg.1
        IL_0002: stfld int64 LearningAttribute.StudentVIP::'<Salary>k__BackingField'
        IL_0007: ret
    } // end of method StudentVIP::set_Salary

    .method public hidebysig specialname rtspecialname 
        instance void .ctor () cil managed 
    {
        // Method begins at RVA 0x2471
        // Code size 8 (0x8)
        .maxstack 8

        IL_0000: ldarg.0
        IL_0001: call instance void LearningAttribute.Student::.ctor()
        IL_0006: nop
        IL_0007: ret
    } // end of method StudentVIP::.ctor

    // Properties
    .property instance string VIPGroup()
    {
        .custom instance void LearningAttribute.CustomAttribute::.ctor(int32) = (
            01 00 e3 07 00 00 00 00
        )
        .get instance string LearningAttribute.StudentVIP::get_VIPGroup()
        .set instance void LearningAttribute.StudentVIP::set_VIPGroup(string)
    }
    .property instance int64 Salary()
    {
        .get instance int64 LearningAttribute.StudentVIP::get_Salary()
        .set instance void LearningAttribute.StudentVIP::set_Salary(int64)
    }

} 

第三步：使用特性类实例。

将特性与程序实体相关联后，利用反射来获取附加在这些Model上的数据。一般是传入这个实体，然后利用反射判断其是否贴有数据，如果有，然后调用object[] aAttributeArray = type.GetCustomAttributes(typeof(CustomAttribute), true);拿到这个特性的对象（其在这个环节进行了实例化），同时此时type又包含具体的数据信息，就可以将特性的附加信息与type进行互操作了。

                Student student = new Student();
                StudentVIP studentVIP = new StudentVIP()
                {
                    Id = "1",
                    Name = "HAHAH",
                    VIPGroup = "Super学员"

                };
                InvokeCenter.ManagerStudent<Student>(studentVIP);

    public class InvokeCenter
    {
        public static void ManagerStudent<T>(T student) where T : Student
        {
            Console.WriteLine(student.Id);
            Console.WriteLine(student.Name);
            student.Answer("LNW");

            Type type = student.GetType();
            //这个type类级别上标注了特性
            if (type.IsDefined(typeof(CustomAttribute), true))//先判断
            {
                object[] aAttributeArray = type.GetCustomAttributes(typeof(CustomAttribute), true);//此处为type
                foreach (CustomAttribute item in aAttributeArray)
                {
                    item.Show(type.Name);
                
                }

            }
            //这个type属性上标注了特性
            foreach (var prop in type.GetProperties())//先判断
            {
                if (prop.IsDefined(typeof(CustomAttribute), true))
                {
                    object[] aAttributeArray = prop.GetCustomAttributes(typeof(CustomAttribute), true);//此处为prop
                    foreach (CustomAttribute item in aAttributeArray)
                    {
                        item.Show(prop.Name);
                    }
                }
            }
            //同理，方法上也可以获取
            foreach (var method in type.GetMethods())
            {
                if (method.IsDefined(typeof(CustomAttribute), true))
                {
                    object[] aMethodArray = method.GetCustomAttributes(typeof(CustomAttribute), true);//此处为method
                    foreach (CustomAttribute item in aMethodArray)
                    {
                        item.Show(method.Name);
                    }
                }
            }
        }
    }

结果为：

 使用场景2

添加说明信息并获取，方便进行拓展。

比如我想根据不同的枚举状态显示不同的字符串信息。

定义枚举：

    public enum UserStatus
    {
        /// <summary>
        /// 正常状态
        /// </summary>
        Normal=0,
        /// <summary>
        /// 冻结状态
        /// </summary>
        Frozen =1,
        /// <summary>
        /// 删除状态
        /// </summary>
        Delted = 2

    }

常规判断操作：

                UserStatus userStatus = UserStatus.Normal;
                if (userStatus == UserStatus.Normal)
                {
                    Console.WriteLine("正常状态");
                }
                else if (userStatus == UserStatus.Frozen)
                {
                    Console.WriteLine("冻结状态");
                }
                else
                {
                    Console.WriteLine("已删除");
                }
//.....如果发生文字修改，那么改动量特别大，if else if 分支特别长。。

使用特性

    public enum UserStatus
    {
        /// <summary>
        /// 正常状态
        /// </summary>
        [Remark("正常状态")]
        Normal=0,
        /// <summary>
        /// 冻结状态
        /// </summary>
        [Remark("冻结状态")]
        Frozen =1,
        /// <summary>
        /// 删除状态
        /// </summary>
        [Remark("删除状态")]
        Delted = 2
//可以自由拓展。


    }

//拓展方法
                string remark3withExtendMethod = UserStatus.Delted.GetRemark();

public static class AttributeExtend
{

 public static string GetRemark(this Enum value)//对比上面同方法

        {
            Type type = value.GetType();
            var field = type.GetField(value.ToString());//
            if (field.IsDefined(typeof(RemarkAttribute), true))
            {
                RemarkAttribute attribute = field.GetCustomAttribute(typeof(RemarkAttribute), true) as RemarkAttribute;
                return attribute.Remak;
            }
            else
            {
                return value.ToString();
            }
        }
}
//其中GetFiled API含义如下：

// 摘要:
        //     搜索具有指定名称的公共字段。
        //
        // 参数:
        //   name:
        //     包含要获取的数据字段的名称的字符串。
        //
        // 返回结果:
        //     如找到，则为表示具有指定名称的公共字段的对象；否则为 null。
        //
        // 异常:
        //   T:System.ArgumentNullException:
        //     name 为 null。
        //
        //   T:System.NotSupportedException:
        //     此 System.Type 对象是尚未调用其 System.Reflection.Emit.TypeBuilder.CreateType 方法的 System.Reflection.Emit.TypeBuilder。
        public FieldInfo GetField(string name);

使用场景3

做数据验证。

public class IntValidateAttribute : Attribute//特性名称约定俗成是以Attribute结尾,特性命名以具体功能名称为命名，此处就是整型数据验证
    {
        /// <summary>
        /// 最小值
        /// </summary>
        private int minValue { get; set; }
        /// <summary>
        /// 最大值
        /// </summary>
        private int maxValue { get; set; }
        /// <summary>
        /// 构造函数
        /// </summary>
        /// <param name="minValue"></param>
        /// <param name="maxValue"></param>
        public IntValidateAttribute(int minValue, int maxValue)
        {
            this.minValue = minValue;
            this.maxValue = maxValue;
        }
        /// <summary>
        /// 检验值是否合法
        /// </summary>
        /// <param name="checkValue"></param>
        /// <returns></returns>
        public bool Validate(int checkValue)
        {
            return checkValue >= minValue && checkValue <= maxValue;
        }
    }

     public class User
    {
        [IntValidate(1, 10)]
        public int Id { get; set; }
        public string Name { get; set; }
    }

    public class BaseDal
    {
        public static string Insert<T>(T model)
        {
            Type modelType = typeof(T);//Model模型
            //获取类型的所有属性
            PropertyInfo[] propertyInfos = modelType.GetProperties();
            
            bool boIsCheck = true;
            //循环所有属性
            foreach (var property in propertyInfos)
            {
                //获取属性的所有特性
                object[] attrs = property.GetCustomAttributes(true);
                if (property.PropertyType.Name.ToLower().Contains("int"))
                {
                    foreach (var attr in attrs)
                    {
                        if (attr is IntValidateAttribute)
                        {
                            IntValidateAttribute intValidate = (IntValidateAttribute)attr;//拿到追加在Model上的特性实例化对象
                            //执行特性的验证逻辑
                            boIsCheck = intValidate.Validate((int)property.GetValue(model));//特性实例化对象intValidate执行对象方法Validate,同时proprty.GetValue（model）获取此时传进来的model实体的属性数据。进行数据验证。
                        }
                    }
                }
                if (!boIsCheck)
                {
                    break;
                }
            }
            if (boIsCheck)
            {
                return "验证通过，插入数据库成功";
            }
            else
            {
                return "验证失败";
            }
        }
    }
     class Program
    {
        public static void Main(string[] args)
        {
            string msg = BaseDal.Insert<User>(new User() { Id = 123, Name = "lvcc" });//传入Model User和User实体对象new User() { Id = 123, Name = "lvcc" }

            Console.WriteLine(msg);
        }
    }

总结：

使用特性，可以有效地将元数据或声明性信息与代码（程序集、类型、方法、属性等）相关联。 将特性与程序实体相关联后，可以在运行时使用反射这项技术查询特性。 

特性具有以下属性：

• 特性向程序添加元数据。 元数据是程序中定义的类型的相关信息。 所有 .NET 程序集都包含一组指定的元数据，用于描述程序集中定义的类型和类型成员。 可以添加自定义特性来指定所需的其他任何信息。 
  
• 可以将一个或多个特性应用于整个程序集、模块或较小的程序元素（如类和属性）。
• 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。 有关详细信息。

同时在MVC---EF--WCF--IOC 都有使用特性,无处不在。

 参考资料：

https://www.cnblogs.com/chenxizhaolu/p/9497768.html

https://www.cnblogs.com/woadmin/p/9406970.html