C#一些高级语法

C# 特性（Attribute）

规定特性（Attribute）

预定义特性（Attribute）

AttributeUsage

Obsolete

创建自定义特性（Attribute）

声明自定义特性

构建自定义特性

C# 反射（Reflection）

优缺点

反射（Reflection）的用途

C# 属性（Property）

访问器（Accessors）

C# 集合（Collection）

各种集合类和它们的用法

C# 泛型（Generic）

泛型（Generic）的特性

C# 匿名方法

C# 多线程

线程生命周期

主线程

Thread 类常用的属性和方法

C# 特性（Attribute）

特性（Attribute）是用于在运行时传递程序中各种元素（比如类、方法、结构、枚举、组件等）的行为信息的声明性标签。您可以通过使用特性向程序添加声明性信息。一个声明性标签是通过放置在它所应用的元素前面的方括号（[ ]）来描述的。

特性（Attribute）用于添加元数据，如编译器指令和注释、描述、方法、类等其他信息。.Net 框架提供了两种类型的特性：预定义特性和自定义特性。

规定特性（Attribute）

规定特性（Attribute）的语法如下：

[attribute(positional_parameters, name_parameter = value, ...)]
element

特性（Attribute）的名称和值是在方括号内规定的，放置在它所应用的元素之前。positional_parameters 规定必需的信息，name_parameter 规定可选的信息。

预定义特性（Attribute）

.Net 框架提供了三种预定义特性：

AttributeUsage
Conditional
Obsolete

AttributeUsage

预定义特性 AttributeUsage 描述了如何使用一个自定义特性类。它规定了特性可应用到的项目的类型。

规定该特性的语法如下：

[AttributeUsage(validon,AllowMultiple=allowmultiple,Inherited=inherited
)]

其中：

参数 validon 规定特性可被放置的语言元素。它是枚举器 AttributeTargets 的值的组合。默认值是 AttributeTargets.All。
参数 allowmultiple（可选的）为该特性的 AllowMultiple 属性（property）提供一个布尔值。如果为 true，则该特性是多用的。默认值是 false（单用的）。
参数 inherited（可选的）为该特性的 Inherited 属性（property）提供一个布尔值。如果为 true，则该特性可被派生类继承。默认值是 false（不被继承）。

Obsolete

这个预定义特性标记了不应被使用的程序实体。它可以让您通知编译器丢弃某个特定的目标元素。例如，当一个新方法被用在一个类中，但是您仍然想要保持类中的旧方法，您可以通过显示一个应该使用新方法，而不是旧方法的消息，来把它标记为 obsolete（过时的）。

规定该特性的语法如下：

[Obsolete(message
)]
[Obsolete(message,iserror
)]

其中：

参数 message，是一个字符串，描述项目为什么过时以及该替代使用什么。
参数 iserror，是一个布尔值。如果该值为 true，编译器应把该项目的使用当作一个错误。默认值是 false（编译器生成一个警告）。

创建自定义特性（Attribute）

.Net 框架允许创建自定义特性，用于存储声明性的信息，且可在运行时被检索。该信息根据设计标准和应用程序需要，可与任何目标元素相关。

创建并使用自定义特性包含四个步骤：

声明自定义特性
构建自定义特性
在目标程序元素上应用自定义特性
通过反射访问特性

最后一个步骤包含编写一个简单的程序来读取元数据以便查找各种符号。元数据是用于描述其他数据的数据和信息。该程序应使用反射来在运行时访问特性。我们将在下一章详细讨论这点。

声明自定义特性

一个新的自定义特性应派生自 System.Attribute 类。例如：

// 一个自定义特性 BugFix 被赋给类及其成员
[AttributeUsage(AttributeTargets.Class |
AttributeTargets.Constructor |
AttributeTargets.Field |
AttributeTargets.Method |
AttributeTargets.Property,
AllowMultiple = true)]

public class DeBugInfo : System.Attribute

在上面的代码中，我们已经声明了一个名为 DeBugInfo 的自定义特性。

构建自定义特性

让我们构建一个名为 DeBugInfo 的自定义特性，该特性将存储调试程序获得的信息。它存储下面的信息：

bug 的代码编号
辨认该 bug 的开发人员名字
最后一次审查该代码的日期
一个存储了开发人员标记的字符串消息

我们的 DeBugInfo 类将带有三个用于存储前三个信息的私有属性（property）和一个用于存储消息的公有属性（property）。所以 bug 编号、开发人员名字和审查日期将是 DeBugInfo 类的必需的定位（ positional）参数，消息将是一个可选的命名（named）参数。

C# 反射（Reflection）

反射指程序可以访问、检测和修改它本身状态或行为的一种能力。

程序集包含模块，而模块包含类型，类型又包含成员。反射则提供了封装程序集、模块和类型的对象。

您可以使用反射动态地创建类型的实例，将类型绑定到现有对象，或从现有对象中获取类型。然后，可以调用类型的方法或访问其字段和属性。

优缺点

优点：

1、反射提高了程序的灵活性和扩展性。
2、降低耦合性，提高自适应能力。
3、它允许程序创建和控制任何类的对象，无需提前硬编码目标类。

缺点：

1、性能问题：使用反射基本上是一种解释操作，用于字段和方法接入时要远慢于直接代码。因此反射机制主要应用在对灵活性和拓展性要求很高的系统框架上，普通程序不建议使用。
2、使用反射会模糊程序内部逻辑；程序员希望在源代码中看到程序的逻辑，反射却绕过了源代码的技术，因而会带来维护的问题，反射代码比相应的直接代码更复杂。

反射（Reflection）的用途

反射（Reflection）有下列用途：

它允许在运行时查看特性（attribute）信息。
它允许审查集合中的各种类型，以及实例化这些类型。
它允许延迟绑定的方法和属性（property）。
它允许在运行时创建新类型，然后使用这些类型执行一些任务。

C# 属性（Property）

属性（Property） 是类（class）、结构（structure）和接口（interface）的命名（named）成员。类或结构中的成员变量或方法称为 域（Field）。属性（Property）是域（Field）的扩展，且可使用相同的语法来访问。它们使用 访问器（accessors） 让私有域的值可被读写或操作。

属性（Property）不会确定存储位置。相反，它们具有可读写或计算它们值的 访问器（accessors）。

访问器（Accessors）

属性（Property）的访问器（accessor）包含有助于获取（读取或计算）或设置（写入）属性的可执行语句。

C# 集合（Collection）

集合（Collection）类是专门用于数据存储和检索的类。这些类提供了对栈（stack）、队列（queue）、列表（list）和哈希表（hash table）的支持。大多数集合类实现了相同的接口。

集合（Collection）类服务于不同的目的，如为元素动态分配内存，基于索引访问列表项等等。这些类创建 Object 类的对象的集合。在 C# 中，Object 类是所有数据类型的基类。

各种集合类和它们的用法

下面是各种常用的 System.Collection 命名空间的类。点击下面的链接查看细节。

类	描述和用法
动态数组（ArrayList）	它代表了可被单独索引的对象的有序集合。它基本上可以替代一个数组。但是，与数组不同的是，您可以使用索引在指定的位置添加和移除项目，动态数组会自动重新调整它的大小。它也允许在列表中进行动态内存分配、增加、搜索、排序各项。
哈希表（Hashtable）	它使用键来访问集合中的元素。当您使用键访问元素时，则使用哈希表，而且您可以识别一个有用的键值。哈希表中的每一项都有一个键/值对。键用于访问集合中的项目。
排序列表（SortedList）	它可以使用键和索引来访问列表中的项。排序列表是数组和哈希表的组合。它包含一个可使用键或索引访问各项的列表。如果您使用索引访问各项，则它是一个动态数组（ArrayList），如果您使用键访问各项，则它是一个哈希表（Hashtable）。集合中的各项总是按键值排序。
堆栈（Stack）	它代表了一个后进先出的对象集合。当您需要对各项进行后进先出的访问时，则使用堆栈。当您在列表中添加一项，称为推入元素，当您从列表中移除一项时，称为弹出元素。
队列（Queue）	它代表了一个先进先出的对象集合。当您需要对各项进行先进先出的访问时，则使用队列。当您在列表中添加一项，称为入队，当您从列表中移除一项时，称为出队。
点阵列（BitArray）	它代表了一个使用值 1 和 0 来表示的二进制数组。当您需要存储位，但是事先不知道位数时，则使用点阵列。您可以使用整型索引从点阵列集合中访问各项，索引从零开始。

C# 泛型（Generic）

泛型（Generic） 允许您延迟编写类或方法中的编程元素的数据类型的规范，直到实际在程序中使用它的时候。换句话说，泛型允许您编写一个可以与任何数据类型一起工作的类或方法。

泛型（Generic）的特性

使用泛型是一种增强程序功能的技术，具体表现在以下几个方面：

它有助于您最大限度地重用代码、保护类型的安全以及提高性能。
您可以创建泛型集合类。.NET 框架类库在 System.Collections.Generic 命名空间中包含了一些新的泛型集合类。您可以使用这些泛型集合类来替代 System.Collections 中的集合类。
您可以创建自己的泛型接口、泛型类、泛型方法、泛型事件和泛型委托。
您可以对泛型类进行约束以访问特定数据类型的方法。
关于泛型数据类型中使用的类型的信息可在运行时通过使用反射获取。

C# 匿名方法

我们已经提到过，委托是用于引用与其具有相同标签的方法。换句话说，您可以使用委托对象调用可由委托引用的方法。

匿名方法（Anonymous methods） 提供了一种传递代码块作为委托参数的技术。匿名方法是没有名称只有主体的方法。

在匿名方法中您不需要指定返回类型，它是从方法主体内的 return 语句推断的。

C# 多线程

线程被定义为程序的执行路径。每个线程都定义了一个独特的控制流。如果您的应用程序涉及到复杂的和耗时的操作，那么设置不同的线程执行路径往往是有益的，每个线程执行特定的工作。

线程是轻量级进程。一个使用线程的常见实例是现代操作系统中并行编程的实现。使用线程节省了 CPU 周期的浪费，同时提高了应用程序的效率。

到目前为止我们编写的程序是一个单线程作为应用程序的运行实例的单一的过程运行的。但是，这样子应用程序同时只能执行一个任务。为了同时执行多个任务，它可以被划分为更小的线程。

线程生命周期

线程生命周期开始于 System.Threading.Thread 类的对象被创建时，结束于线程被终止或完成执行时。

下面列出了线程生命周期中的各种状态：

未启动状态：当线程实例被创建但 Start 方法未被调用时的状况。
就绪状态：当线程准备好运行并等待 CPU 周期时的状况。
不可运行状态

：下面的几种情况下线程是不可运行的：
- 已经调用 Sleep 方法
- 已经调用 Wait 方法
- 通过 I/O 操作阻塞
死亡状态：当线程已完成执行或已中止时的状况。

主线程

在 C# 中，System.Threading.Thread 类用于线程的工作。它允许创建并访问多线程应用程序中的单个线程。进程中第一个被执行的线程称为主线程。

当 C# 程序开始执行时，主线程自动创建。使用 Thread 类创建的线程被主线程的子线程调用。您可以使用 Thread 类的 CurrentThread 属性访问线程。

Thread 类常用的属性和方法

下表列出了 Thread 类的一些常用的属性：

属性	描述
CurrentContext	获取线程正在其中执行的当前上下文。
CurrentCulture	获取或设置当前线程的区域性。
CurrentPrincipal	获取或设置线程的当前负责人（对基于角色的安全性而言）。
CurrentThread	获取当前正在运行的线程。
CurrentUICulture	获取或设置资源管理器使用的当前区域性以便在运行时查找区域性特定的资源。
ExecutionContext	获取一个 ExecutionContext 对象，该对象包含有关当前线程的各种上下文的信息。
IsAlive	获取一个值，该值指示当前线程的执行状态。
IsBackground	获取或设置一个值，该值指示某个线程是否为后台线程。
IsThreadPoolThread	获取一个值，该值指示线程是否属于托管线程池。
ManagedThreadId	获取当前托管线程的唯一标识符。
Name	获取或设置线程的名称。
Priority	获取或设置一个值，该值指示线程的调度优先级。
ThreadState	获取一个值，该值包含当前线程的状态。

下表列出了 Thread 类的一些常用的方法：

序号	方法名 & 描述
1	public void Abort() 在调用此方法的线程上引发 ThreadAbortException，以开始终止此线程的过程。调用此方法通常会终止线程。
2	public static LocalDataStoreSlot AllocateDataSlot() 在所有的线程上分配未命名的数据槽。为了获得更好的性能，请改用以 ThreadStaticAttribute 属性标记的字段。
3	public static LocalDataStoreSlot AllocateNamedDataSlot( string name) 在所有线程上分配已命名的数据槽。为了获得更好的性能，请改用以 ThreadStaticAttribute 属性标记的字段。
4	public static void BeginCriticalRegion() 通知主机执行将要进入一个代码区域，在该代码区域内线程中止或未经处理的异常的影响可能会危害应用程序域中的其他任务。
5	public static void BeginThreadAffinity() 通知主机托管代码将要执行依赖于当前物理操作系统线程的标识的指令。
6	public static void EndCriticalRegion() 通知主机执行将要进入一个代码区域，在该代码区域内线程中止或未经处理的异常仅影响当前任务。
7	public static void EndThreadAffinity() 通知主机托管代码已执行完依赖于当前物理操作系统线程的标识的指令。
8	public static void FreeNamedDataSlot(string name) 为进程中的所有线程消除名称与槽之间的关联。为了获得更好的性能，请改用以 ThreadStaticAttribute 属性标记的字段。
9	public static Object GetData( LocalDataStoreSlot slot ) 在当前线程的当前域中从当前线程上指定的槽中检索值。为了获得更好的性能，请改用以 ThreadStaticAttribute 属性标记的字段。
10	public static AppDomain GetDomain() 返回当前线程正在其中运行的当前域。
11	public static AppDomain GetDomainID() 返回唯一的应用程序域标识符。
12	public static LocalDataStoreSlot GetNamedDataSlot( string name ) 查找已命名的数据槽。为了获得更好的性能，请改用以 ThreadStaticAttribute 属性标记的字段。
13	public void Interrupt() 中断处于 WaitSleepJoin 线程状态的线程。
14	public void Join() 在继续执行标准的 COM 和 SendMessage 消息泵处理期间，阻塞调用线程，直到某个线程终止为止。此方法有不同的重载形式。
15	public static void MemoryBarrier() 按如下方式同步内存存取：执行当前线程的处理器在对指令重新排序时，不能采用先执行 MemoryBarrier 调用之后的内存存取，再执行 MemoryBarrier 调用之前的内存存取的方式。
16	public static void ResetAbort() 取消为当前线程请求的 Abort。
17	public static void SetData( LocalDataStoreSlot slot, Object data ) 在当前正在运行的线程上为此线程的当前域在指定槽中设置数据。为了获得更好的性能，请改用以 ThreadStaticAttribute 属性标记的字段。
18	public void Start() 开始一个线程。
19	public static void Sleep( int millisecondsTimeout ) 让线程暂停一段时间。
20	public static void SpinWait( int iterations ) 导致线程等待由 iterations 参数定义的时间量。
21	public static byte VolatileRead( ref byte address ) public static double VolatileRead( ref double address ) public static int VolatileRead( ref int address ) public static Object VolatileRead( ref Object address ) 读取字段值。无论处理器的数目或处理器缓存的状态如何，该值都是由计算机的任何处理器写入的最新值。此方法有不同的重载形式。这里只给出了一些形式。
22	public static void VolatileWrite( ref byte address, byte value ) public static void VolatileWrite( ref double address, double value ) public static void VolatileWrite( ref int address, int value ) public static void VolatileWrite( ref Object address, Object value ) 立即向字段写入一个值，以使该值对计算机中的所有处理器都可见。此方法有不同的重载形式。这里只给出了一些形式。
23	public static bool Yield() 导致调用线程执行准备好在当前处理器上运行的另一个线程。由操作系统选择要执行的线程。