一文说通C#的属性Attribute

属性Attributes这个东西，用好了可以省N多代码。

一、属性

属性Attributes在C#中很常用，但事实上很多人对这个东西又很陌生。

从概念上讲，属性提供的是将元数据关系到元素的一种方式。

属性使用的样子，应该都见过：

[Flags] //Attribute
public enum DayOfWeek
{
    Sunday = 1,
    Monday = 2,
    Tuesday = 4,
    Wednesday = 8,
    Thursday = 16,
    Friday = 32,
    Saturday = 64
}

代码中，Flags就是一个属性。

通常，属性会放在类、字段、方法等定义的上面，用来指定特定的内容。

.Net Framework框架提供了一些属性。像常见的Serializable，用来告诉编译器当前的类可以序列化成JSON或XML：

[Serializable]
public class SerializableClass { /*...*/ }

需要注意的是，属性在编译时会嵌入到程序集中。这样，我们可以使用反射来获得相应的属性值。

二、自定义属性

自定义属性用处很大，算是我自己比较常用的一个技术。

自定义属性需要从System.Attribute抽象类来继承。

想象一个场景。我们在构建一个手机类。我们需要一个属性来表示手机一些信息，比方口牌和生产年份：

public class MobileInformationAttribute : Attribute
{
    public string brand { get; set; }
    public int yearOfProduct { get; set; }

    public MobileInformationAttribute(string Brand, int YearOfProduct)
    {
        brand = Brand;
        yearOfProduct = YearOfProduct;
    }
}

我们会注意到：属性是一个类，和其它类一样，拥有字段、方法、构造函数和其它成员。

三、使用属性

前面说了，属性可以放在类、字段、方法等定义的上面。

我们来看看上面这个自定义属性的使用：

[MobileInformation("Apple", 2021)]
public class IPhone12 { /*...*/ }

这儿需要注意一下：对于自定义属性的名字，如果我们采用xxx+Attribute的名称，则使用时我们可以用短名称xxx。否则，就需要使用完整的名称：

public class abc : Attribute { /*...*/ }

[abc("Apple", 2021)]
public class IPhone12 { /*...*/ }

四、限制属性

属性本身也是一个类。所以属性也可以用属性来指定和修饰。

在修饰属性的属性中，有一个框架中的属性用的很多，就是AttributeUsage。这个属性用来限制自定义属性可以修饰的元素类型：

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class | AttributeTargets.Interface)]
public class MobileInformationAttribute : Attribute { /*...*/ }

AttributeTargets是一个枚举，有很多选项，包括类、接口、方法、构造函数、枚举、程序集等。

上边的代码，我们限定了属性只用于指定和修饰类和接口。所以，如果用这个属性来修饰一个字段，编译器会报错。

AttributeUsage还允许我们定义从修饰对象继承的对象，是否也获得属性：

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class | AttributeTargets.Interface, Inherited = true)]
public class MobileInformationAttribute : Attribute { /*...*/ }

以及该属性是否可以在一个元素上有多个实例：

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class | AttributeTargets.Interface, AllowMultiple = false)]
public class MobileInformationAttribute : Attribute { /*...*/ }

五、访问属性

有了属性，怎么访问呢？

框架提供了一个方法Attribute.GetCustomAttribute()：

var mobileType = typeof(IPhone12);
var attributeType = typeof(MobileInformationAttribute);
var attribute = (MobileInformationAttribute)Attribute.GetCustomAttribute(mobileType, attributeType);
Console.WriteLine($"Mobile is {attribute.brand} {attribute.yearOfProduct}");

六、反射访问

反射最主要的作用，是用来收集对象的数据，而不是对象本身的数据。这些数据包括对象的类型，以及关于对象成员（包括方法、属性、构造函数）的信息，和关于特定程序集的信息。此外，还包括存储在元素属性中的任何信息。

最简单的反射，就是GetType()方法。

int myInt = 5;
Type type = myInt.GetType();
Console.WriteLine(type);

除此之外，我们还可以使用反射来获取关于包含给定类型的程序集的信息：

Assembly assembly = typeof(DateTime).Assembly;
Console.WriteLine(assembly);

Assembly mobileAssembly = typeof(IPhone12).Assembly;
Console.WriteLine(mobileAssembly);

关于反射的内容，不展开讨论。

这儿说的，是通过反射获取类中方法的信息：

public class ReflectedClass
{
    public string Property1 { get; set; }

    public int Add(int first, int second)
    {
        return first + second;
    }
}

ReflectedClass reflected = new ReflectedClass();
MemberInfo member = reflected.GetType().GetMethod("Add");
Console.WriteLine(member); //Int32 Add(Int32, Int32)

同样，还可能通过反射获得关于已定义的属性的信息，以及关于对象的构造函数的信息：

PropertyInfo property = reflected.GetType().GetProperty("Property1");
Console.WriteLine(property); //System.String Property1

ConstructorInfo constructor = reflected.GetType().GetConstructor(new Type[0]);
Console.WriteLine(constructor); //Void .ctor()

七、使用反射创建实例

这个需要用到system.Activator。这是一个非常强大的类，可以从类型创建对象的实例。

来看看这个方法的使用：

ReflectedClass newReflected = new ReflectedClass();

var reflectedType = newReflected.GetType();

object newObject = Activator.CreateInstance(reflectedType);
Console.WriteLine(newObject);

八、使用反射处理泛型

使用反射处理泛型会比处理普通类型麻烦一点。

这里需要知道，Type类上有一个属性用来标识类型是不是泛型：

List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };
Console.WriteLine(numbers.GetType().IsGenericType);

同样，我们也可以用反射来创建一个泛型的实例：

List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };

Type d = numbers.GetType().GetGenericTypeDefinition();

Type[] typeArgs = new Type[] { typeof(int) };

Type constructed = d.MakeGenericType(typeArgs);

object list = Activator.CreateInstance(constructed);

Console.WriteLine(list.GetType());

有一点复杂，但可以实现。

九、总结

写得好像有点乱。

总结一下，属性将元数据分配给元素，包括类、字段、方法等等。该元数据在构建项目时被编译，并描述元素，而不是元素的数据。

可以创建从Attribute类继承的自定义属性。可以使用AttributeUsage属性来限制这些属性的使用位置，并且可以使用反射来获取属性数据。

反射是一种技术，允许获取关于元素（而不是元素本身）的元数据和信息。执行反射的最基本方法是使用GetType()方法，但是也可以使用反射来获取关于方法、构造函数、字段等的信息。

可以使用反射来创建对象的实例，只要有了对象的类型。同时，使用反射创建泛型对象是可能的，但比较复杂，需要泛型对象的类型以及所有泛型参数的类型。

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