C# 基礎知識系列- 10 反射和泛型（二）

C# 基礎知識系列- 10 反射和泛型（二）

1. 前言

   這篇文章延續《C# 基礎知識系列- 5 反射和泛型》，繼續介紹C#在反射所開發的功能和做的努力。上一篇文章大概介紹了一下泛型和反射的一些基本内容，主要是通過擷取對象的類型，然後通過這個類型對象操作對象。這一篇介紹一個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

   特性是一種類增強技術，配合解析對應的解析方法可以完成很多類原本沒有的功能。特性本質是一種标簽，可以标注在類、方法、屬性等。它是類本身的一種資訊擴充，就像生活中一個人隻有一個身份證号，但是可以有多個身份一樣，而這些多出來的身份對于類來說就是特性。特性雖然是對類的增強，但不局限于在類上做标記，屬性、方法上都可以。

在C#中特性分為三種，位映射特性、自定義特性和僞自定義特性。

位映射特性，舉個例子，在C#中一個類會有public、private、abstract（抽象類）、saled（不能繼承）等修飾符，而這些修飾符在C#編譯的過程中會生成一串二進制碼，裡面存放就是 是否是public、是否是private 等。這些就是位映射特性的一部分，位映射特性對我們來說是無法進行擴充和修改的，是以就不做更多的介紹。

我們通常說的特性一般指的是自定義特性，這部分特性也是我們能夠擴充的，也是我們實際開發中用的特性。

1.1 定義一個特性

如何正确的定義一個特性呢？在C#中，特性也是類的一種。是以聲明一個特性，就如同聲明一個類一樣，不同的是，這個類指定一個根父類是System.Attribute。所有自定義特性都是這個類的子類或者後代類，無一例外。同時，C#提倡在定義一個特性類的時候，類名應當以Attribute結尾，在使用的時候可以自動忽略。

示例：

public class DemoAttribute : Attribute { }

以上執行個體就是定義了一個很普通的特性類，用了也沒有任何用的特性。因為特性隻是一種标簽。這個特性類可以用在任何支援特性的地方，當這個特性标記一個類的時候，目标類的子類也将自動擷取這個特性。

以上是一個特性的預設行為，如果我們想要對此做一定限制的話，那麼就需要用到特性System.AttributeUsageAttribute。這個特性類用來控制特性的使用方式。

public bool Inherited { get; set; }// 該特性是否可以被子類繼承，預設是 True

public bool AllowMultiple { get; set; }// 一個類是否可以多次使用該特性做标記，預設是 False

public AttributeTargets ValidOn { get; }//擷取一組值，這組值辨別訓示的屬性可應用到的程式元素，該參數使用構造方法指派

我們再來看看AttributeTargets裡有些什麼吧。

[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,  // 表示特性是用來類上的
Struct = 8, //表示用在結構體上
Enum = 16, // 0x00000010   表示用在枚舉上
Constructor = 32, // 0x00000020   構造方法
Method = 64, // 0x00000040       普通方法
Property = 128, // 0x00000080     屬性
Field = 256, // 0x00000100        字段
Event = 512, // 0x00000200         事件
Interface = 1024, // 0x00000400    接口
Parameter = 2048, // 0x00000800    方法的參數
Delegate = 4096, // 0x00001000     委托
ReturnValue = 8192, // 0x00002000   傳回值
GenericParameter = 16384, // 0x00004000   泛型參數
All = GenericParameter | ReturnValue | Delegate | Parameter | Interface | Event | Field | Property | Method | Constructor | Enum | Struct | Class | Module | Assembly, // 0x00007FFF ，所有           

}

我們常用的限制是ALL或者類等，限制也可以是多個，寫法如下：限制A|限制B|限制C，表示A、B、C三種限制共存。具體原理是因為 AttributeTargets 是支援位運算的枚舉，通過一定的位運算可以在一個值中間存放多個枚舉。

說了這麼多，我們自己重新寫一個特性類吧：

1.限定隻能給類使用的特性

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class)]

public class DemoAttribute : Attribute { }

2.限定隻能給方法使用的特性

[AttributeUsage(AttributeTargets.Method)]

public class DemoAttribute : Attribute

3.限定不能繼承的特性

[AttributeUsage(AttributeTargets.All, Inherited = false)]

4.限定類和枚舉可以使用，但不能繼承的 特性

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class| AttributeTargets.Enum, Inherited = false)]

需要注意的一點就是，如果要指定是否可以被繼承或者是否允許多次使用 這兩個屬性則需要先指定特性的作用範圍，即限定是類能使用還是所有都可以。

1.2 使用特性

我們自定義了一個特性，就必須使用它才能會有意義，否則它隻是一個普通的類。那麼我們該如何使用呢？其實在上一節中我們隐晦的介紹了特性的使用方式。就是用中括号包裹起來，給類、屬性、方法等标記起來。

首先我們定義一個賊普通的特性：

public class DemoAttribute : Attribute { }//沒有任何限制，可以用在任何支援特性的地方

然後使用它：

[Demo]//[DemoAttribute]

public class TestDemo

{

如示例所示，在類上面添加[Demo]标記，表示這個類應用了特性DemoAttribute，也可以使用類名，但是C#會自動忽略類名中結尾的Attribute。當然有的人會把特性寫在類或者方法等聲明的同一行開頭位置，不過我一般會寫在不同行，畢竟閱讀上簡單明了。

我們之前說過，抛開它內建自Attribute類不提，它也是一個類。既然是類，那麼就會有屬性。那麼現在定義一個帶屬性的特性類：

public string Name { get; set; }           

該特性聲明了一個變量，使用方式如下：

[Demo(Name = "測試")]

public class Student{ }

DemoAttribute是一個隻能用在 類、枚舉 上的特性，有一個屬性是Name。在使用的時候可以用(屬性名="屬性值")的方式為屬性指派。

更多的使用方式：

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

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

使用：

[Demo(10,Name = "測試")]

public Student(){ }

如果特性類聲明了構造方法，那麼在使用的時候，優先按照構造方法的順序進行指派，然後使用屬性名=屬性值的方式為其他屬性進行指派。

1. 特性在反射中的應用

   在第一節中介紹了如何聲明一個特性和使用特性，但是沒有反射或者類加載技術，那麼特性的作用就并沒有想象中的那麼大。就像人有多個身份，但是也得有對應的公司或者對應的環境。比如說，王XX有個身份是某XX公司老總，那麼XX公司得需要在工商局注冊登記，他這個身份才會有效。如果沒有登記，那麼這個身份也就是個虛名。當特性離開了反射，離開了類加載技術，特性就是擺設。當然這部分隻限于自定義特性，因為C#内置的一些特性涉及到另外的技術：動态編譯，或者需要編譯器的配合。我們自定義的特性顯然沒有這些特權，是以必須我們手動開發對應的行為和規範。

首先，聲明一個類和特性：

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

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

public class Student

2.1 擷取類的特性

var stuType = typeof(Student);

上述代碼先擷取到一個類的類型對象，然後調用：

IEnumerable attrs = stuType.CustomAttributes;

将擷取到這個類上聲明的所有的自定義的特性，不過擷取到的是一個CustomAttributeData，這個類封裝了一個特性的特征，但是在我們使用起來會很困難，而且我們更多的需要得到特性本身的對象，而不是這種需要我們進一步處理的對象。那麼，調用：

IEnumerable data = stuType.GetCustomAttributes(typeof(DemoAttribute));

通過上述方法就可以擷取到一組類型是DemoAttribute的特性對象。

那麼回想一下為什麼是一組？在AttributeUsageAttribute有一個AllowMultiple屬性，這個屬性就是用來标記這個特性是否可以标注多個，也就是在同一目标上多次使用，如果這個值為True，則在此處将擷取不定個，否則最多一個。具體取決于對目标做了多少标記。

擷取到特性之後，依據實際需求進行開發。這裡就不做過多介紹了，在後續篇幅中會對這部分的使用做更多的介紹。

2.2 擷取其他元素的特性

特性不止可以标記在類上，還可以标記在屬性、方法上。那麼這些元素應該如何擷取對應的特性呢？

1. 屬性

var property = stuType.GetProperties()[0];//假設類有一個Property

var attrs = property.GetCustomAttributes(typeof(DemoAttribute));

1. 方法

var method = stuType.GetMethods()[0];// 假設類有一個方法

var attrs = method.GetCustomAttributes(typeof(DemoAttribute));

需要注意的地方是，var 關鍵字；DemoAttribute隻是一個代指，不是特指之前聲明的DemoAttribute特性類，因為之前聲明的特性類沒有對屬性和方法進行支援，是以在本節中直接使用會編譯不通過。

特性就先簡單的介紹到這裡，特性可以标記給很多目标比如程式集、子產品、類等一系列，但實際開發至少是Web開發中，更多的是标記類、方法、屬性等。這裡隻是介紹了特性的聲明和使用，但是沒有介紹實際開發中特性的使用，這部分有機會在後續篇幅中介紹吧。因為我也用的不是很多。

1. 反射中的泛型

   之前在《C# 基礎知識系列- 5 泛型和反射》介紹過，C#的泛型不會在編譯過程中抹去痕迹，意思就是我們可以通過反射擷取到對象的實際泛型類型。那麼如何擷取呢？

// 擷取類的泛型參數

var genericTypes = stuType.GenericTypeArguments;

var method = stuType.GetMethods()[0];

// 擷取方法的泛型參數

var types = method.GetGenericArguments();

這個問題，在我寫Java代碼的時候，困擾了我很久，沒有很好的辦法。但是在C#中，我可以不用考慮這個問題。

1. 總結

   反射在各大程式設計語言中是一個很重要的特點，泛型、特性在泛型中扮演着很重要的角色。反射在實際開發中扮演着很重要的角色，但是我們在開發中必須慎重考慮反射的使用。

到目前為止，反射介紹告一段落，但這不是結束。因為反射是個可深可淺的内容，目前隻是介紹了依稀概念和理論上的一些内容，而更多的則隐藏在實際開發中，這時候就需要結合需求進行設計和代碼編寫了。

原文位址

https://www.cnblogs.com/c7jie/p/12732394.html