C# 特性（Attribute）详细介绍

1、什么是Atrribute
首先，我们肯定Attribute是一个类，下面是msdn文档对它的描述：
公共语言运行时允许你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。

在.NET中,Attribute被用来处理多种问题，比如序列化、程序的安全特征、防止即时编译器对程序代码进行优化从而代码容易调试等等。下面，我们先来看几个在.NET中标准的属性的使用，稍后我们再回过头来讨论Attribute这个类本身。（文中的代码使用C#编写，但同样适用所有基于.NET的所有语言）

2、Attribute作为编译器的指令
在C#中存在着一定数量的编译器指令，如：#define DEBUG, #undefine DEBUG, #if等。这些指令专属于C#,而且在数量上是固定的。而Attribute用作编译器指令则不受数量限制。比如下面的三个Attribute:

   Conditional：起条件编译的作用，只有满足条件，才允许编译器对它的代码进行编译。一般在程序调试的时候使用。
   DllImport：用来标记非.NET的函数，表明该方法在一个外部的DLL中定义。
   Obsolete：这个属性用来标记当前的方法已经被废弃，不再使用了。
下面的代码演示了上述三个属性的使用：

 

 1#define DEBUG //这里定义条件
 2    
 3using System;
 4using System.Runtime.InteropServices;
 5using System.Diagnostics;
 6    
 7namespace AttributeDemo
 8{
 9   class MainProgramClass
10   {
11 
12      [DllImport("User32.dll")]
13      public static extern int MessageBox(int hParent, string Message, string Caption, int Type);
14     
15      static void Main(string[] args)
16      {
17         DisplayRunningMessage();
18         DisplayDebugMessage();
19     
20         MessageBox(0,"Hello","Message",0);
21     
22         Console.ReadLine();
23      }
24     
25      [Conditional("DEBUG")]
26      private static void DisplayRunningMessage()
27      {
28         Console.WriteLine("开始运行Main子程序。当前时间是"+DateTime.Now);
29      }
30  
31      [Conditional("DEBUG")]
32      //[Obsolete("Don't use Old method, use New method", true)] 
33      [Obsolete]
34      private static void DisplayDebugMessage()
35      {
36         Console.WriteLine("开始Main子程序");
37      }
38   }
39}  

如果在一个程序元素前面声明一个Attribute,那么就表示这个Attribute被施加到该元素上，前面的代码，[DllImport]施加到MessageBox函数上, [Conditional]施加到DisplayRuntimeMessage方法和DisplayDebugMessage方法，[Obsolete]施加到DisplayDebugMessage方法上。

根据上面涉及到的三个Attribute的说明，我们可以猜到程序运行的时候产生的输出：DllImport Attribute表明了MessageBox是User32.DLL中的函数，这样我们就可以像内部方法一样调用这个函数。

重要的一点就是Attribute就是一个类，所以DllImport也是一个类，Attribute类是在编译的时候被实例化的，而不是像通常的类那样在运行时候才实例化。Attribute实例化的时候根据该Attribute类的设计可以带参数，也可以不带参数，比如DllImport就带有"User32.dll"的参数。Conditional对满足参数的定义条件的代码进行编译，如果没有定义DEBUG,那么该方法将不被编译，读者可以把#define DEBUG一行注释掉看看输出的结果（release版本，在Debug版本中Conditional的debug总是成立的）。Obsolete表明了DispalyDebugMessage方法已经过时了，它有一个更好的方法来代替它，当我们的程序调用一个声明了Obsolete的方法时，那么编译器会给出信息，Obsolete还有其他两个重载的版本。大家可以参考msdn中关于的ObsoleteAttribute 类的描述。

3、Attribute类
除了.NET提供的那些Attribute派生类之外，我们可以自定义我们自己的Attribute，所有自定义的Attribute必须从Attribute类派生。现在我们来看一下Attribute 类的细节：

protected Attribute(): 保护的构造器，只能被Attribute的派生类调用。

三个静态方法：

static Attribute GetCustomAttribute():这个方法有8种重载的版本，它被用来取出施加在类成员上指定类型的Attribute。

static Attribute[] GetCustomAttributes(): 这个方法有16种重载版本，用来取出施加在类成员上指定类型的Attribute数组。

static bool IsDefined():由八种重载版本，看是否指定类型的定制attribute被施加到类的成员上面。

实例方法：

bool IsDefaultAttribute(): 如果Attribute的值是默认的值，那么返回true。

bool Match():表明这个Attribute实例是否等于一个指定的对象。

公共属性： TypeId: 得到一个唯一的标识，这个标识被用来区分同一个Attribute的不同实例。

我们简单地介绍了Attribute类的方法和属性，还有一些是从object继承来的。这里就不列出来了。

下面介绍如何自定义一个Attribute: 自定义一个Attribute并不需要特别的知识，其实就和编写一个类差不多。自定义的Attribute必须直接或者间接地从Attribute这个类派生，如：

public MyCustomAttribute : Attribute { ... }

这里需要指出的是Attribute的命名规范，也就是你的Attribute的类名+"Attribute",当你的Attribute施加到一个程序的元素上的时候，编译器先查找你的Attribute的定义，如果没有找到，那么它就会查找“Attribute名称"+Attribute的定义。如果都没有找到，那么编译器就报错。

 

4、定义或控制特性的使用

对于一个自定义的Attribute，你可以通过AttributeUsage的Attribute来限定你的Attribute 所施加的元素的类型。代码形式如下：
[AttriubteUsage(参数设置)] public 自定义Attribute : Attribute { ... }

 非常有意思的是，AttributeUsage本身也是一个Attribute，这是专门施加在Attribute类的Attribute. AttributeUsage自然也是从Attribute派生，它有一个带参数的构造器，这个参数是AttributeTargets的枚举类型。下面是AttributeTargets 的定义：

 1public enum AttributeTargets
 2{
 3   All=16383,
 4   Assembly=1,
 5   Module=2,
 6   Class=4,
 7   Struct=8,
 8   Enum=16,
 9   Constructor=32,
10   Method=64,
11   Property=128,
12   Field=256,
13   Event=512,
14   Interface=1024,
15   Parameter=2048,
16   Delegate=4096,
17   ReturnValue=8192
18}     

作为参数的AttributeTarges的值允许通过“或”操作来进行多个值得组合，如果你没有指定参数，那么默认参数就是All 。 AttributeUsage除了继承Attribute 的方法和属性之外，还定义了以下三个属性：

AllowMultiple: 读取或者设置这个属性，表示是否可以对一个程序元素施加多个Attribute 。

Inherited:读取或者设置这个属性，表示是否施加的Attribute 可以被派生类继承或者重载。

ValidOn: 读取或者设置这个属性，指明Attribute 可以被施加的元素的类型。

下面让我们来做一些实际的东西。我们将会在Help特性前放置AttributeUsage特性以期待在它的帮助下控制Help特性的使用。

 1using System; 
 2[AttributeUsage(AttributeTargets.Class), AllowMultiple = false, 
 3Inherited = false ] 
 4public class HelpAttribute : Attribute 
 5{ 
 6public HelpAttribute(String Description_in) 
 7{ 
 8this.description = Description_in; 
 9} 
10protected String description; 
11public String Description 
12{ 
13get 
14{ 
15return this.description; 
16} 
17} 
18}

　　先让我们来看一下AttributeTargets.Class。它规定了Help特性只能被放在class的前面。这也就意味着下面的代码将会产生错误：

[Help("this is a do-nothing class")] 
2public class AnyClass 
3{ 
4[Help("this is a do-nothing method")] //error 
5public void AnyMethod() 
6{ 
7} 
8}

　　编译器报告错误如下：

　　AnyClass.cs: Attribute 'Help' is not valid on this declaration type.

　　It is valid on 'class' declarations only.

 

　　我们可以使用AttributeTargets.All来允许Help特性被放置在任何程序实体前。可能的值是：

　　Assembly,Module,Class,Struct,Enum,Constructor,Method,Property,Field,Event,Interface,
Parameter,Delegate。

　　All = Assembly | Module | Class | Struct | Enum | Constructor | Method | Property | Field | Event | Interface | Parameter | Delegate,

　　ClassMembers = Class | Struct | Enum | Constructor | Method | Property | Field | Event | Delegate | Interface )

　　下面考虑一下AllowMultiple = false。它规定了特性不能被重复放置多次。

[Help("this is a do-nothing class")] 
2[Help("it contains a do-nothing method")] 
3public class AnyClass 
4{ 
5[Help("this is a do-nothing method")] //error 
6public void AnyMethod() 
7{ 
8} 
9}

　　它产生了一个编译期错误。

　　AnyClass.cs: Duplicate 'Help' attribute

　　Ok,现在我们来讨论一下最后的这个属性。Inherited, 表明当特性被放置在一个基类上时，它能否被派生类所继承。

[Help("BaseClass")] 
2public class Base 
3{ 
4} 
5
6public class Derive : Base 
7{ 
8}
9

　　这里会有四种可能的组合：

　　[AttributeUsage(AttributeTargets.Class, AllowMultiple = false, Inherited = false ]

　　[AttributeUsage(AttributeTargets.Class, AllowMultiple = true, Inherited = false ]

　　[AttributeUsage(AttributeTargets.Class, AllowMultiple = false, Inherited = true ]

　　[AttributeUsage(AttributeTargets.Class, AllowMultiple = true, Inherited = true ]

　　第一种情况：

　　如果我们查询（Query）（稍后我们会看到如何在运行期查询一个类的特性）Derive类，我们将会发现Help特性并不存在，因为inherited属性被设置为false。

　　第二种情况：

　　和第一种情况相同，因为inherited也被设置为false。

　　第三种情况：

　　为了解释第三种和第四种情况，我们先来给派生类添加点代码：

[Help("BaseClass")] 
2public class Base 
3{ 
4} 
5[Help("DeriveClass")] 
6public class Derive : Base 
7{ 
8}

　　现在我们来查询一下Help特性，我们只能得到派生类的属性，因为inherited被设置为true，但是AllowMultiple却被设置为false。因此基类的Help特性被派生类Help特性覆盖了。

　　第四种情况：

　　在这里，我们将会发现派生类既有基类的Help特性，也有自己的Help特性，因为AllowMultiple被设置为true。

 

至此，我们介绍了有关Attribute类和它们的代码格式。你一定想知道到底如何在你的应用程序中使用Attribute，如果仅仅是前面介绍的内容，还是不足以说明Attribute有什么实用价值的话，那么从后面的章节开始我们将介绍几个Attribute的不同用法，相信你一定会对Attribute有一个新的了解。