面试题：Visual Basic 数据注解与特性验证的自定义扩展及性能优化

Question

假设现有的 Visual Basic 数据注解与特性验证框架无法满足特定的业务规则验证需求，如验证一个字符串是否符合特定的加密格式。要求你自定义一个数据注解特性来实现该验证功能。同时，在大量数据验证场景下，要考虑性能优化，如何对自定义的验证机制进行性能优化？请详细阐述实现过程和优化思路，并给出完整代码示例。

Answer 1

1. 自定义数据注解特性

在 Visual Basic 中，我们可以通过继承 System.ComponentModel.DataAnnotations.ValidationAttribute 类来自定义数据注解特性。以下是一个示例，用于验证字符串是否符合特定的加密格式（假设加密格式为十六进制字符串，这里只是示例，实际需根据真实加密格式调整）：

Imports System.ComponentModel.DataAnnotations

Public Class EncryptionFormatAttribute
    Inherits ValidationAttribute

    Public Overrides Function IsValid(ByVal value As Object) As Boolean
        If value Is Nothing Then
            Return True
        End If

        Dim strValue As String = TryCast(value, String)
        If String.IsNullOrEmpty(strValue) Then
            Return True
        End If

        '检查是否为十六进制字符串（示例，可根据实际加密格式调整）
        Dim isHex As Boolean
        Try
            Dim result = Convert.ToInt64(strValue, 16)
            isHex = True
        Catch ex As Exception
            isHex = False
        End Try

        Return isHex
    End Function
End Class

2. 性能优化思路

在大量数据验证场景下，可以考虑以下性能优化方法：

• 缓存验证结果：对于某些固定规则且输入值不常变化的验证，可以缓存验证结果，避免重复计算。
• 减少反射开销：在验证过程中，尽量减少对反射的使用，因为反射操作相对较慢。
• 并行验证：如果验证的数据集可以分割，并且验证逻辑相互独立，可以使用并行处理来加速验证过程。

3. 实现过程及优化示例

以下是结合缓存机制的优化示例：

Imports System.ComponentModel.DataAnnotations
Imports System.Collections.Concurrent

Public Class EncryptionFormatAttribute
    Inherits ValidationAttribute

    Private Shared cache As New ConcurrentDictionary(Of String, Boolean)()

    Public Overrides Function IsValid(ByVal value As Object) As Boolean
        If value Is Nothing Then
            Return True
        End If

        Dim strValue As String = TryCast(value, String)
        If String.IsNullOrEmpty(strValue) Then
            Return True
        End If

        If cache.TryGetValue(strValue, out Dim cachedResult) Then
            Return cachedResult
        End If

        '检查是否为十六进制字符串（示例，可根据实际加密格式调整）
        Dim isHex As Boolean
        Try
            Dim result = Convert.ToInt64(strValue, 16)
            isHex = True
        Catch ex As Exception
            isHex = False
        End Try

        cache.TryAdd(strValue, isHex)
        Return isHex
    End Function
End Class

4. 使用示例

Public Class MyClass
    <EncryptionFormat()>
    Public Property EncryptedString As String
End Class

Module Program
    Sub Main()
        Dim myObj As New MyClass()
        myObj.EncryptedString = "123ABC" '示例值

        Dim context As New ValidationContext(myObj)
        Dim results As New List(Of ValidationResult)()
        Dim isValid = Validator.TryValidateObject(myObj, context, results, True)

        If isValid Then
            Console.WriteLine("验证通过")
        Else
            For Each result In results
                Console.WriteLine(result.ErrorMessage)
            Next
        End If
    End Sub
End Module

上述代码实现了自定义的加密格式验证特性，并通过缓存机制进行了性能优化，在大量数据验证时可以显著提高验证效率。