为啥 C# 禁止泛型属性类型？

Posted 2023-02-15

【中文标题】为啥 C# 禁止泛型属性类型？

【英文标题】：Why does C# forbid generic attribute types?为什么 C# 禁止泛型属性类型？

【发布时间】：2010-09-22 14:15:09

【问题描述】：

这会导致编译时异常：

public sealed class ValidatesAttribute<T> : Attribute




[Validates<string>]
public static class StringValidation

我意识到 C# 不支持通用属性。但是，经过多次谷歌搜索，我似乎找不到原因。

有谁知道为什么泛型类型不能从Attribute 派生？有什么理论吗？

【问题讨论】：

你可以做 [Validates(typeof(string)] - 我同意泛型会更好......

尽管这是对这个问题的一个非常晚的补充，但令人遗憾的是，不仅属性本身而且抽象属性类（显然不能被实例化为属性）都不允许，如下所示： abstract class Base<T>: Attribute 可用于创建非泛型派生类，如下所示：class Concrete: Base<MyType>

我渴望通用属性和接受 lambda 的属性。想象一下[DependsOnProperty<Foo>(f => f.Bar)] 或[ForeignKey<Foo>(f => f.IdBar)]...

这在我刚刚遇到的情况下非常有用；最好创建一个接受泛型类型的 LinkedValueAttribute 并在指定的实际值上强制执行该类型。我可以将它用于枚举来指定另一个枚举的“默认”值，如果选择了这个枚举值，则应该使用该值。可以为不同的类型指定多个这些属性，我可以根据我需要的类型得到我需要的值。我可以将其设置为使用类型和对象，但强类型化将是一个巨大的优势。

如果你不介意一点 IL，this looks promising。

【参考方案1】：

好吧，我无法回答为什么它不可用，但我可以确认这不是 CLI 问题。 CLI 规范没有提到它（据我所知），如果你直接使用 IL，你可以创建一个通用属性。 C# 3 规范中禁止它的部分 - 第 10.1.4 节“类基础规范”没有给出任何理由。

带注释的 ECMA C# 2 规范也没有提供任何有用的信息，尽管它提供了一个不允许的示例。

我的带注释的 C# 3 规范副本将于明天到达...我会看看是否提供更多信息。无论如何，这绝对是语言决定而不是运行时决定。

编辑：Eric Lippert 的回答（释义）：没有特别的原因，除了避免语言和编译器的复杂性，因为用例不会增加太多价值。

【讨论】：

“除了避免语言和编译器的复杂性”......以及来自给我们协变和逆变的人......

“没有增加太多价值的用例”？这是一个主观意见，它可以为我提供很多价值！

没有这个功能最让我困扰的事情是不能做像 [PropertyReference(x => x.SomeProperty)] 这样的事情。相反，您需要魔术字符串和 typeof()，我认为这很糟糕。

@John：我认为您大大低估了设计、指定、实施和测试新语言功能的成本。

我只是想在@Timwi 的辩护中补充一点，这并不是they are being discussed 唯一的地方，关于这个问题的 13K 浏览量意味着健康水平的兴趣。另外：感谢乔恩得到权威的回答。

【参考方案2】：

一个属性在编译时修饰一个类，但是一个泛型类直到运行时才收到它的最终类型信息。由于该属性会影响编译，因此在编译时它必须是“完整的”。

请参阅此MSDN article 了解更多信息。

【讨论】：

文章重申它们是不可能的，但没有理由。我从概念上理解你的答案。你知道关于这个问题的更多官方文档吗？

这篇文章确实涵盖了这样一个事实，即 IL 仍然包含在运行时用实际类型替换的通用占位符。其余的都是我推断的...... :)

不管怎样，VB 强制执行相同的约束：“泛型或包含在泛型类型中的类不能从属性类继承。”

ECMA-334，第 14.16 节说“在下面列出的上下文中需要常量表达式，这在语法中通过使用常量表达式来指示。在这些上下文中，如果无法在编译时完全评估表达式。”属性在列表中。

这似乎与另一个答案相矛盾，该答案指出 IL 将允许它。 (***.com/a/294259/3195477)

【参考方案3】：

我不知道为什么不允许这样做，但这是一种可能的解决方法

[AttributeUsage(AttributeTargets.Class)]
public class ClassDescriptionAttribute : Attribute

    public ClassDescriptionAttribute(Type KeyDataType)
    
        _KeyDataType = KeyDataType;
    

    public Type KeyDataType
    
        get  return _KeyDataType; 
    
    private Type _KeyDataType;



[ClassDescriptionAttribute(typeof(string))]
class Program

    ....

【讨论】：

不幸的是，您在使用该属性时会丢失编译时类型。想象一下该属性创建了一些泛型类型的东西。您可以解决它，但这会很好；这是您惊讶地无法做到的直观事情之一，例如方差（当前）。

可悲的是试图不这样做是我发现这个 SO 问题的原因。我想我只需要坚持处理 typeof。在泛型已经存在这么久之后，现在感觉就像一个肮脏的关键字。

这没有回答问题。

正如 GeekyMonkey 所说 - 这是一种解决方法。这比等待 C# 10 更好 - 所以谢谢你

【参考方案4】：

这不是真正的泛型，您仍然必须为每种类型编写特定的属性类，但您可以使用泛型基接口进行一些防御性编码，编写比其他要求更少的代码，获得多态的好处等。

//an interface which means it can't have its own implementation. 
//You might need to use extension methods on this interface for that.
public interface ValidatesAttribute<T>

    T Value  get;  //or whatever that is
    bool IsValid  get;  //etc


public class ValidatesStringAttribute : Attribute, ValidatesAttribute<string>

    //...

public class ValidatesIntAttribute : Attribute, ValidatesAttribute<int>

    //...


[ValidatesString]
public static class StringValidation



[ValidatesInt]
public static class IntValidation

【参考方案5】：

这是一个很好的问题。根据我对属性的经验，我认为约束已经到位，因为当反映一个属性时，它会创建一个条件，您必须检查所有可能的类型排列：typeof(Validates<string>)、typeof(Validates<SomeCustomType>) 等...

在我看来，如果需要根据类型进行自定义验证，则属性可能不是最好的方法。

也许采用SomeCustomValidationDelegate 或ISomeCustomValidator 作为参数的验证类会是更好的方法。

【讨论】：

我同意你的看法。我有这个问题很长时间了，目前正在建立一个验证系统。我用我目前的术语来问这个问题，但无意实施基于这种机制的方法。

我在为同一个目标进行设计时偶然发现了这一点：验证。我正在尝试以一种易于自动分析（即，您可以在应用程序中生成描述验证以进行确认的报告）和人类可视化代码的方式进行分析。如果不是属性，我不确定最好的解决方案是什么......我可能仍会尝试属性设计，但手动声明特定于类型的属性。这需要更多的工作，但目的是为了了解验证规则的可靠性（并能够报告它们以进行确认）。

您可以检查泛型类型定义（即 typeof(Validates)）...

【参考方案6】：

目前这不是 C# 语言功能，但 there is much discussion on the official C# language repo。

来自some meeting notes：

尽管这在原则上可行，但大多数情况下都存在错误 运行时的版本，使其无法正常工作（它是 从未锻炼过）。

我们需要一种机制来了解它适用于哪个目标运行时。我们 很多事情都需要它，目前正在研究它。直到 那我们就受不了了。

主要 C# 版本的候选人，如果我们可以提供足够的数量 的运行时版本处理它。

【参考方案7】：

Generic Attributes 已作为 preview 功能添加到 C# 10，这意味着您必须设置 <LangVersion> to Preview 才能启用此功能；并且该功能可能会在最终发布之前发生变化。

请注意，该功能有一些限制，例如：

您可以应用完全封闭的构造通用属性。换句话说，必须指定所有类型参数。例如，以下是不允许的：

public class GenericType<T>

   [GenericAttribute<T>()] // Not allowed! generic attributes must be fully closed types.
   public string Method() => default;

和

类型参数必须满足与 typeof 运算符相同的限制。不允许使用需要元数据注释的类型。示例包括：

dynamic nint, nuint string?（或任何可为空的引用类型） (int X, int Y)（或任何其他使用 C# 元组语法的元组类型）。

这些类型不直接在元数据中表示。它们包括描述类型的注释。在所有情况下，您都可以使用底层类型：

object 为dynamic。 IntPtr 而不是 nint 或 unint。 string 而不是 string?。 ValueTuple<int, int> 而不是 (int X, int Y)。

来源：https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/whats-new/csharp-10#generic-attributes

【讨论】：

这非常棒，但它似乎不允许使用参数类型Expression<Func<T, object>>（可能在这里做错了），这意味着不可能做类似的事情：[Lookup<Child>(c => c.ParentId)]

【参考方案8】：

我的解决方法是这样的：

public class DistinctType1IdValidation : ValidationAttribute

    private readonly DistinctValidator<Type1> validator;

    public DistinctIdValidation()
    
        validator = new DistinctValidator<Type1>(x=>x.Id);
    

    public override bool IsValid(object value)
    
        return validator.IsValid(value);
    


public class DistinctType2NameValidation : ValidationAttribute

    private readonly DistinctValidator<Type2> validator;

    public DistinctType2NameValidation()
    
        validator = new DistinctValidator<Type2>(x=>x.Name);
    

    public override bool IsValid(object value)
    
        return validator.IsValid(value);
    


...
[DataMember, DistinctType1IdValidation ]
public Type1[] Items  get; set; 

[DataMember, DistinctType2NameValidation ]
public Type2[] Items  get; set;