C# 基础知识系列- 10 反射和泛型(二)

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C# 基础知识系列- 10 反射和泛型(二)

优惠码发放 2020-04-19 18:54:52 浏览337
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C# 基础知识系列- 10 反射和泛型(二)

  1. 前言
    这篇文章延续《C# 基础知识系列- 5 反射和泛型》,继续介绍C#在反射所开发的功能和做的努力。上一篇文章大概介绍了一下泛型和反射的一些基本内容,主要是通过获取对象的类型,然后通过这个类型对象操作对象。这一篇介绍一个在反射中很重要的内容:特性,以及上一篇未完成的内容——泛型在反射中的引用。
  2. 特性
    特性是一种类增强技术,配合解析对应的解析方法可以完成很多类原本没有的功能。特性本质是一种标签,可以标注在类、方法、属性等。它是类本身的一种信息扩展,就像生活中一个人只有一个身份证号,但是可以有多个身份一样,而这些多出来的身份对于类来说就是特性。特性虽然是对类的增强,但不局限于在类上做标记,属性、方法上都可以。

在C#中特性分为三种,位映射特性、自定义特性和伪自定义特性。

位映射特性,举个例子,在C#中一个类会有public、private、abstract(抽象类)、saled(不能继承)等修饰符,而这些修饰符在C#编译的过程中会生成一串二进制码,里面存放就是 是否是public、是否是private 等。这些就是位映射特性的一部分,位映射特性对我们来说是无法进行扩展和修改的,所以就不做更多的介绍。

我们通常说的特性一般指的是自定义特性,这部分特性也是我们能够扩展的,也是我们实际开发中用的特性。

1.1 定义一个特性
如何正确的定义一个特性呢?在C#中,特性也是类的一种。所以声明一个特性,就如同声明一个类一样,不同的是,这个类指定一个根父类是System.Attribute。所有自定义特性都是这个类的子类或者后代类,无一例外。同时,C#提倡在定义一个特性类的时候,类名应当以Attribute结尾,在使用的时候可以自动忽略。

示例:

public class DemoAttribute : Attribute { }
以上实例就是定义了一个很普通的特性类,用了也没有任何用的特性。因为特性只是一种标签。这个特性类可以用在任何支持特性的地方,当这个特性标记一个类的时候,目标类的子类也将自动获取这个特性。

以上是一个特性的默认行为,如果我们想要对此做一定限制的话,那么就需要用到特性System.AttributeUsageAttribute。这个特性类用来控制特性的使用方式。

public bool Inherited { get; set; }// 该特性是否可以被子类继承,默认是 True
public bool AllowMultiple { get; set; }// 一个类是否可以多次使用该特性做标记,默认是 False
public AttributeTargets ValidOn { get; }//获取一组值,这组值标识指示的属性可应用到的程序元素,该参数使用构造方法赋值
我们再来看看AttributeTargets里有些什么吧。

[System.Flags]
public enum AttributeTargets
{

Assembly = 1,// 表示特性是用在 Assembly上的,不常用
Module = 2, //特性是用在 Module上的,不常用
Class = 4,  // 表示特性是用来类上的
Struct = 8, //表示用在结构体上
Enum = 16, // 0x00000010   表示用在枚举上
Constructor = 32, // 0x00000020   构造方法
Method = 64, // 0x00000040       普通方法
Property = 128, // 0x00000080     属性
Field = 256, // 0x00000100        字段
Event = 512, // 0x00000200         事件
Interface = 1024, // 0x00000400    接口
Parameter = 2048, // 0x00000800    方法的参数
Delegate = 4096, // 0x00001000     委托
ReturnValue = 8192, // 0x00002000   返回值
GenericParameter = 16384, // 0x00004000   泛型参数
All = GenericParameter | ReturnValue | Delegate | Parameter | Interface | Event | Field | Property | Method | Constructor | Enum | Struct | Class | Module | Assembly, // 0x00007FFF ,所有

}
我们常用的限制是ALL或者类等,限制也可以是多个,写法如下:限制A|限制B|限制C,表示A、B、C三种限制共存。具体原理是因为 AttributeTargets 是支持位运算的枚举,通过一定的位运算可以在一个值中间存放多个枚举。

说了这么多,我们自己重新写一个特性类吧:

1.限定只能给类使用的特性

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class)]
public class DemoAttribute : Attribute { }
2.限定只能给方法使用的特性

[AttributeUsage(AttributeTargets.Method)]
public class DemoAttribute : Attribute
{
}
3.限定不能继承的特性

[AttributeUsage(AttributeTargets.All, Inherited = false)]
public class DemoAttribute : Attribute
{
}
4.限定类和枚举可以使用,但不能继承的 特性

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class| AttributeTargets.Enum, Inherited = false)]
public class DemoAttribute : Attribute
{
}
需要注意的一点就是,如果要指定是否可以被继承或者是否允许多次使用 这两个属性则需要先指定特性的作用范围,即限定是类能使用还是所有都可以。

1.2 使用特性
我们自定义了一个特性,就必须使用它才能会有意义,否则它只是一个普通的类。那么我们该如何使用呢?其实在上一节中我们隐晦的介绍了特性的使用方式。就是用中括号包裹起来,给类、属性、方法等标记起来。

首先我们定义一个贼普通的特性:

public class DemoAttribute : Attribute { }//没有任何限制,可以用在任何支持特性的地方
然后使用它:

[Demo]//[DemoAttribute]
public class TestDemo
{
}
如示例所示,在类上面添加[Demo]标记,表示这个类应用了特性DemoAttribute,也可以使用类名,但是C#会自动忽略类名中结尾的Attribute。当然有的人会把特性写在类或者方法等声明的同一行开头位置,不过我一般会写在不同行,毕竟阅读上简单明了。

我们之前说过,抛开它集成自Attribute类不提,它也是一个类。既然是类,那么就会有属性。那么现在定义一个带属性的特性类:

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class| AttributeTargets.Enum, Inherited = false)]
public class DemoAttribute : Attribute
{

public string Name { get; set; }

}
该特性声明了一个变量,使用方式如下:

[Demo(Name = "测试")]
public class Student{ }
DemoAttribute是一个只能用在 类、枚举 上的特性,有一个属性是Name。在使用的时候可以用(属性名="属性值")的方式为属性赋值。

更多的使用方式:

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class| AttributeTargets.Enum, Inherited = false)]
public class DemoAttribute : Attribute
{

public string Name { get; set; }
public int Age { get; set; }

public DemoAttribute(int age)
{
    Age = age;
}

}
使用:

[Demo(10,Name = "测试")]
public Student(){ }
如果特性类声明了构造方法,那么在使用的时候,优先按照构造方法的顺序进行赋值,然后使用属性名=属性值的方式为其他属性进行赋值。

  1. 特性在反射中的应用
    在第一节中介绍了如何声明一个特性和使用特性,但是没有反射或者类加载技术,那么特性的作用就并没有想象中的那么大。就像人有多个身份,但是也得有对应的公司或者对应的环境。比如说,王XX有个身份是某XX公司老总,那么XX公司得需要在工商局注册登记,他这个身份才会有效。如果没有登记,那么这个身份也就是个虚名。当特性离开了反射,离开了类加载技术,特性就是摆设。当然这部分只限于自定义特性,因为C#内置的一些特性涉及到另外的技术:动态编译,或者需要编译器的配合。我们自定义的特性显然没有这些特权,所以必须我们手动开发对应的行为和规范。

首先,声明一个类和特性:

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class| AttributeTargets.Enum, Inherited = false)]
public class DemoAttribute : Attribute
{

public string Name { get; set; }
public int Age { get; set; }

public DemoAttribute(int age)
{
    Age = age;
}

}
[Demo(10,Name = "测试")]
public class Student
{
}
2.1 获取类的特性
var stuType = typeof(Student);
上述代码先获取到一个类的类型对象,然后调用:

IEnumerable attrs = stuType.CustomAttributes;
将获取到这个类上声明的所有的自定义的特性,不过获取到的是一个CustomAttributeData,这个类封装了一个特性的特征,但是在我们使用起来会很困难,而且我们更多的需要得到特性本身的对象,而不是这种需要我们进一步处理的对象。那么,调用:

IEnumerable data = stuType.GetCustomAttributes(typeof(DemoAttribute));
通过上述方法就可以获取到一组类型是DemoAttribute的特性对象。

那么回想一下为什么是一组?在AttributeUsageAttribute有一个AllowMultiple属性,这个属性就是用来标记这个特性是否可以标注多个,也就是在同一目标上多次使用,如果这个值为True,则在此处将获取不定个,否则最多一个。具体取决于对目标做了多少标记。

获取到特性之后,依据实际需求进行开发。这里就不做过多介绍了,在后续篇幅中会对这部分的使用做更多的介绍。

2.2 获取其他元素的特性
特性不止可以标记在类上,还可以标记在属性、方法上。那么这些元素应该如何获取对应的特性呢?

  1. 属性

var stuType = typeof(Student);
var property = stuType.GetProperties()[0];//假设类有一个Property
var attrs = property.GetCustomAttributes(typeof(DemoAttribute));

  1. 方法

var stuType = typeof(Student);
var method = stuType.GetMethods()[0];// 假设类有一个方法
var attrs = method.GetCustomAttributes(typeof(DemoAttribute));
需要注意的地方是,var 关键字;DemoAttribute只是一个代指,不是特指之前声明的DemoAttribute特性类,因为之前声明的特性类没有对属性和方法进行支持,所以在本节中直接使用会编译不通过。

特性就先简单的介绍到这里,特性可以标记给很多目标比如程序集、模块、类等一系列,但实际开发至少是Web开发中,更多的是标记类、方法、属性等。这里只是介绍了特性的声明和使用,但是没有介绍实际开发中特性的使用,这部分有机会在后续篇幅中介绍吧。因为我也用的不是很多。

  1. 反射中的泛型
    之前在《C# 基础知识系列- 5 泛型和反射》介绍过,C#的泛型不会在编译过程中抹去痕迹,意思就是我们可以通过反射获取到对象的实际泛型类型。那么如何获取呢?

var stuType = typeof(Student);
// 获取类的泛型参数
var genericTypes = stuType.GenericTypeArguments;

var method = stuType.GetMethods()[0];
// 获取方法的泛型参数
var types = method.GetGenericArguments();
这个问题,在我写Java代码的时候,困扰了我很久,没有很好的办法。但是在C#中,我可以不用考虑这个问题。

  1. 总结
    反射在各大编程语言中是一个很重要的特点,泛型、特性在泛型中扮演着很重要的角色。反射在实际开发中扮演着很重要的角色,但是我们在开发中必须慎重考虑反射的使用。

到目前为止,反射介绍告一段落,但这不是结束。因为反射是个可深可浅的内容,目前只是介绍了依稀概念和理论上的一些内容,而更多的则隐藏在实际开发中,这时候就需要结合需求进行设计和代码编写了。

原文地址https://www.cnblogs.com/c7jie/p/12732394.html

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