C# 特性（Attributes）是用于在运行时为程序元素（如类、方法、属性等）添加声明性信息的一种方式。这些信息可以在程序运行时通过反射（Reflection）访问。特性可以用来控制程序行为、添加元数据或者影响程序的运行时行为。

.Net 框架提供了两种类型的特性：预定义特性和自定义特性。

用法如下：

#define DEBUG_PRINTusing System;
using System.Diagnostics;class Test
{// 如果定义的 DEBUG_PRINT ，该函数可以执行；没有定义DEBUG_PRINT，该函数将无法执行[Conditional("DEBUG_PRINT")]static void function1(){Console.WriteLine("DEBUG_PRINT In Function 1.");}[Obsolete("Don't use OldMethod, use NewMethod instead", true)]public static void OldMethod(){Console.WriteLine("It is the old method");}public static void NewMethod(){Console.WriteLine("It is the new method");}public static void Main(){Console.WriteLine("Main");//OldMethod();  提示，Don't use OldMethod, use NewMethod insteadfunction1();}
}

Conditional

Conditional类似于条件编译，在上面的程序中当预定义DEBUG_PRINT，那么运行时就会调用function1，预定义放到了代码文件的最上面：

#define DEBUG_PRINT

Obsolete

Obsolete表示舍弃，可用于警告提示。

自定义属性

MyCustomAttribute.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;namespace Attribute02
{[AttributeUsage(System.AttributeTargets.Class | System.AttributeTargets.Struct|System.AttributeTargets.Method)]internal class MyCustomAttribute : System.Attribute{private string description;private string returnType;// 在构造函数中指定属性信息public MyCustomAttribute(string desc, string returnType){this.description = desc;this.returnType = returnType;}public string GetDescription(){return this.description;}public string GetReturnType(){return this.returnType;}}
}

使用MyCustomAttribute修饰类MyClass和它的成员方法GetSum

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;namespace Attribute02
{[MyCustomAttribute("This is a custom description", "Class No return")]internal class MyClass{[MyCustomAttribute("This is a custom description", "Method int return")]public int GetSum(int x, int y){return x + y;}}
}

Main测试

namespace Attribute02
{internal class Program{static void Main(string[] args){Console.WriteLine("测试自定义属性");// 反射出类的属性信息Type type = typeof(MyClass);object[] attributes = type.GetCustomAttributes(typeof(MyCustomAttribute), true);foreach (MyCustomAttribute attr in attributes){Console.WriteLine(attr.GetDescription());Console.WriteLine(attr.GetReturnType());}// 反射出方法的属性信息var method = typeof(MyClass).GetMethod("GetSum");var attributesMethon = method.GetCustomAttributes(typeof(MyCustomAttribute), false);if (attributesMethon.Length > 0){var myAttribute = (MyCustomAttribute)attributesMethon[0];Console.WriteLine(myAttribute.GetDescription());Console.WriteLine(myAttribute.GetReturnType());}}}
}

运行结果如下：
测试自定义属性
This is a custom description
Class No return
This is a custom description
Method int return

自定义特性应用多个属性

在C#中，AttributeUsage 属性用来定义一个自定义属性可以应用到的程序元素，以及该属性是否可以多次应用和是否可以被继承。
validOn它是枚举器 AttributeTargets 的值的组合。默认值是 AttributeTargets.All。用以指定特性可以应用到哪些程序元素（如类、结构、方法等）上。

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class |
AttributeTargets.Constructor |
AttributeTargets.Field |
AttributeTargets.Method |
AttributeTargets.Property, 
AllowMultiple = true)]

AllowMultiple 参数是一个布尔值，指示是否可以对单一程序元素应用多个此类特性实例。
Inherited 参数也是一个布尔值，指示特性是否可以被派生类继承。
例如

namespace Attribute03
{// 定义一个自定义特性，可以应用于类和结构，可以被继承，并且允许多次应用[AttributeUsage(AttributeTargets.Class | AttributeTargets.Struct, Inherited = true, AllowMultiple = true)]public class MyCustomAttribute : Attribute{public string Name { get; set; }public MyCustomAttribute(string name){Name = name;}}
}

使用MyCustomAttribute修饰ExampleClass

namespace Attribute03
{// 应用自定义特性到一个类多次[MyCustomAttribute("ExampleClass")][MyCustomAttribute("AnotherNameForTheSameClass")]public class ExampleClass{// 类的实现内容}
}

Main测试

namespace Attribute03
{internal class Program{static void Main(string[] args){Console.WriteLine("Attribute03");// 通过反射获取特性信息var attributes = typeof(ExampleClass).GetCustomAttributes(typeof(MyCustomAttribute), true);foreach (MyCustomAttribute attr in attributes){Console.WriteLine($"Class {typeof(ExampleClass).Name} has the custom attribute with name: {attr.Name}");}}}
}

其它用法

C# 特性Attribute除了用于添加元数据和通过反射检索信息之外，它们还可用于以下目的：

1. 控制程序行为：

   • 编译器指令：特性可以用来给编译器提供指令，如 [Obsolete] 用于标记过时的代码元素。
   • 条件编译：特性可用于条件编译，例如 [Conditional("DEBUG")] 可以使方法仅在 DEBUG 模式下编译和执行。

2. 数据验证：

   • 在数据模型中，特性经常用于验证数据。例如，在实体框架（Entity Framework）或数据注释（Data Annotations）中，你可以使用 [Required], [StringLength] 等特性来定义数据验证规则。

3. 序列化和反序列化控制：

   • 在数据序列化过程中，特性用于控制如何将对象转换为 XML 或 JSON 等格式。例如，[Serializable]、[DataContract] 和 [DataMember]。

4. 拦截器和动态代理：

   • 在面向切面编程（AOP）中，特性用于定义方法拦截器。这在动态代理创建时特别有用，例如在 .NET Core 中的依赖注入（DI）。

5. 声明性安全：

   • 特性可用于定义安全要求，如 [PrincipalPermission] 用于声明方法执行所需的安全上下文。

6. 编写插件和扩展：

   • 在插件架构中，特性可用于标识插件类或方法，便于动态加载和识别。

7. 单元测试框架：

   • 在单元测试中，特性用于标记测试方法和测试类（例如 [TestMethod] 或 [TestClass]），以及进行测试设置和清理（如 [TestInitialize] 和 [TestCleanup]）。

8. 依赖注入配置：

   • 在依赖注入（DI）中，特性可以用于标记构造函数、属性或方法，以指导 DI 容器如何进行注入。

9. 框架和库集成：

   • 许多框架和库使用特性来集成与特定框架或库的功能，如 ASP.NET Core 中的路由、授权和过滤器特性（如 [Route], [Authorize], [ActionFilter] 等）。

通过这些用途，C# 特性成为了一种强大的机制，可以在不改变代码本身逻辑的情况下丰富和扩展代码的功能。

代码如下：

1. 编译器指令（[Obsolete] 特性）

public class MyClass
{[Obsolete("Use NewMethod instead", false)]  // 标记为过时public void OldMethod(){Console.WriteLine("This is the old method.");}public void NewMethod(){Console.WriteLine("This is the new method.");}
}

2. 数据验证（使用数据注释）

using System.ComponentModel.DataAnnotations;public class User
{[Required]public string Name { get; set; }[StringLength(10, ErrorMessage = "ID cannot be longer than 10 characters.")]public string ID { get; set; }
}

3. 序列化和反序列化控制（[Serializable] 和 [DataMember] 特性）

using System.Runtime.Serialization;[Serializable]
public class Person
{public string Name { get; set; }[DataMember]public int Age { get; set; }
}

4. 面向切面编程（AOP）中的方法拦截器

public class LoggingAttribute : Attribute
{// 这里只是示例，实际的拦截实现需要结合拦截器框架使用public void BeforeCall() => Console.WriteLine("Before method call");public void AfterCall() => Console.WriteLine("After method call");
}public class MyClass
{[Logging]public void MyMethod(){Console.WriteLine("Executing the method.");}
}

5. 声明性安全

using System.Security.Permissions;public class SecureClass
{[PrincipalPermission(SecurityAction.Demand, Role = "Administrator")]public void SecureMethod(){Console.WriteLine("This method requires the Administrator role.");}
}

6. 插件和扩展标识

public class PluginAttribute : Attribute
{public string Name { get; set; }
}[Plugin(Name = "MyPlugin")]
public class MyPlugin
{// 插件的实现
}

7. 单元测试

using Microsoft.VisualStudio.TestTools.UnitTesting;[TestClass]
public class MyTestClass
{[TestMethod]public void MyTestMethod(){// 测试代码}
}

8. 依赖注入配置

public class MyService
{[Inject]public IDependency MyDependency { get; set; }// 假设 Inject 是一个标记依赖注入的特性
}

9. 框架和库集成

using Microsoft.AspNetCore.Mvc;public class MyController : Controller
{[Route("api/myroute")]public IActionResult MyAction(){return Ok();}
}

以上代码示例涵盖了特性在 C# 中的各种不同用途，展示了特性如何被应用于实际编程场景中。