Trabalhando com Atributos (Custom Attributes)

Hoje gostaria de falar sobre Atributos, mais especificamente Custom Attributes e compartilhar uma experiência recente onde esta facilidade foi crucial.

Antes de mais nada quero esclarecer que não estou me referindo aos atributos de uma classe e sim de um conceito novo (Delphi 2010) mas já existente em outras plataformas de desenvolvimento.

Do que NÃO estamos falando:

TPessoa = class
private
  FNome: string; 
  FIdade: Integer; {<== Isto é um atributo de uma classe e NÃO é disto que estamos falando}
public
  property Nome: string read FNome write FNome;
  property Idade: Integer read FIdade write FIdade;
end;

Do que estamos falando:

TPessoa = class
private
  FNome: string; 
public
  property Nome: string read FNome write FNome;

  [TIdadeMinima(21)]   {<== É disto que estamos falando!}
  property Idade: Byte read FIdade write FIdade;
end;

Mas o que significa atributo?

No dicionário:
S. m. 1. Aquilo que é próprio de um ser. 2. Emblema distintivo; símbolo. 3. Característica, qualitativa ou quantitativa, que identifica um membro de um conjunto observado. ...
Ou seja, atributo é, basicamente, uma qualidade atribuída a um elemento.

Usando no Delphi

O uso mais recorrente é em frameworks ORM. Mas as possibilidades são muitos mais amplas que isso. Poderíamos utilizar esta facilidade para atender regras de formatação de um documento eletrônico, como por exemplo o EFD Pis/Cofins ou um protocolo de comunicação com algum equipamento.
Então, indo ao ponto, os atributos são classes descendentes de TCustomAttribute. O TCustomAttribute por sua vez não implementa nada de especial.
Seguindo o nosso exemplo inicial, o atributo TIdadeMinima seria declarado da seguinte maneira:

  TIdadeMinima= class(TCustomAttribute)
  private
    FIdadeMinima: Byte;
  public
    constructor Create(AIdadeMinima: Byte); 
    function IsIdadeMaior(AIdade: Byte): Boolean;
    property IdadeMinima: Byte read FIdadeMinima;
  end;

//Implementação//

{ TIdadeMinima }

constructor TIdadeMinima.Create(AIdadeMinima: Byte);
begin
  Self.FIdadeMinima := AIdadeMinima;
end;

function TIdadeMinima.IsIdadeMaior(AIdade: Byte): Boolean;
begin
  Result := AIdade >= Self.FIdadeMinima;
end;

No que devemos focar?
O construtor da classe deve solicitar os parâmetros que fazem parte do escopo do atributo. No exemplo, o atributo está especificando uma idade mínima para a instância de TPessoa. Portanto o constructor do atributo pede justamente a idade mínima.
Para efetivamente tiramos proveito do atributo temos que recorrer à RTTI, pois só com ela temos acesso a um atributo. No exemplo abaixo, temos o código completo de um programa console, que pede o nome e a idade do usuário e valida a idade.

program UsandoAtributos;

{$APPTYPE CONSOLE}

{$R *.res}

uses
  System.SysUtils, Rtti;

type

  TIdadeMinima= class(TCustomAttribute)
  private
    FIdadeMinima: Byte;
  public
    constructor Create(AIdadeMinima: Byte);
    function IsIdadeMaior(AIdade: Byte): Boolean;
    property IdadeMinima: Byte read FIdadeMinima;
  end;

  TPessoa = class
  private
    FNome: string;
    FIdade: Byte;
  public
    property Nome: string read FNome write FNome;
    [TIdadeMinima(21)]
    property Idade: Byte read FIdade write FIdade;
  end;

{ TIdadeMinima }

constructor TIdadeMinima.Create(AIdadeMinima: Byte);
begin
  Self.FIdadeMinima := AIdadeMinima;
end;

function TIdadeMinima.IsIdadeMaior(AIdade: Byte): Boolean;
begin
  Result := AIdade >= Self.FIdadeMinima;
end;

var
oPessoa : TPessoa;
sNome   : string;
bIdade  : Byte;

_ctx    : TRttiContext;
_typ    : TRttiType;
_pro    : TRttiProperty;
oAtt    : TCustomAttribute;
begin
  Writeln('****************************');
  Writeln('*** Bem vindo ao sistema ***');
  Writeln('****************************');
  Writeln(EmptyStr);
  oPessoa := nil;
  try
    oPessoa := TPessoa.Create;
    Write('Digite o seu nome: ');
    Readln(sNome);
    oPessoa.Nome := sNome;

    Write('Digite a sua idade: ');
    Readln(bIdade);
    oPessoa.Idade := bIdade;

    Writeln(EmptyStr);
    Writeln('Dados');
    Writeln(oPessoa.Nome,' - ',oPessoa.Idade);

    _ctx := TRttiContext.Create;
    _typ := _ctx.GetType(oPessoa.ClassType);
    for _pro in _typ.GetProperties do
    begin
      for oAtt in _pro.GetAttributes do
      begin
        if oAtt is TIdadeMinima then
        begin
          Writeln('A idade mínima é de: ',TIdadeMinima(oAtt).IdadeMinima);
          if (TIdadeMinima(oAtt).IsIdadeMaior(oPessoa.Idade)) then
          begin
            Writeln('A idade de ',oPessoa.Nome,' passou!');
          end else
          begin
            Writeln('A idade de ',oPessoa.Nome,' nao passou!');
          end;
        end;
      end;
    end;
  finally
    if (Assigned(oPessoa)) then
    begin
      oPessoa.Free;
    end;
    _ctx.Free;
  end;
  Writeln(EmptyStr);
  Writeln('Tecle [ENTER] para encerrar');
  Readln;
end.

Vale ressaltar que os atributos podem ser atribuídos a qualquer elemento da sua classe. É o seu código RTTI que terá que ser moldado para tirar proveito delas. Outro ponto importante é que um elemento pode ter vários atributos.

Uso prático

Como mencionei no decorrer, muitos exemplos sobre este tema esta ligado diretamente com a ORM, onde um atributo para a classe indica uma tabela enquanto que alguns atributos para as propriedades seriam os campos e as constraints.
Mas no meu caso, onde precisei gerar um documento eletrônico (EFD Pis/Cofins) baseado em regras, eu criei uma classe base e para cada tipo de registro criei uma classe descendente com os campos e, principalmente, seus atributos: tamanho, tamanho exato, se somente números etc e etc. Por fim, na tal classe base, foi disponibilizado um método chamado GetLine que tanto valida as informações da classe quanto gera a linha correspondente. Esta solução foi ótima pois o código ficou mais limpo e tenho certeza que mudanças ou implementações futuras serão muito tranquilas.
Também poderíamos usar para implementar uma validação em uma tela de entrada, afinal, o TForm é uma classe como qualquer outra. Este seria um ótimo uso.

É isto.