擴展方法原理及使用

• 什麼是擴展方法

• 擴展方法實現及其原理

• 擴展方法的使用及其註意事項

一般而言，擴展方法為現有類型添加新的方法（從面向對象的角度來說，是為現有對象添加新的行為）而無需修改原有類型，這是一種無侵入而且非常安全的方式，同時擴展方法無法訪問擴展類中的任何隱私數據。擴展方法是靜態的，它的使用和其他實例方法幾乎沒有什麼區別。常見的擴展方法有Linq擴展、有IEnumerable擴展等。

先讓我們來感受一下，擴展方法：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

namespace ConsoleLab
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            List<int> lst = new List<int> { 1, 2, 3, 4 };

            lst.OrderBy(p => p);

            Console.WriteLine(lst.Aggregate(string.Empty, (next, str) => next += str + ","));

            Console.Read();
        }
    }
}

輸出：

以上用到了List擴展裡面的OrderBy和Aggregate，不得不說，.NET在這方面做得非常精緻。可是話說回來，它是如何實現的呢。接下來我們重點關註一下

using ConsoleExtension;
using System;

namespace ConsoleExtension 
{
    internal static class StringExtension
    {
        internal static int ToInt(this string str)
        {
            if (int.TryParse(str, out int result))
            {
                return result;
            }

            throw new ArgumentException("無效參數");
        }
    }
}

namespace ConsoleLab
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("2".ToInt());

            Console.Read();
        }
    }
}

通過以上示例，我們可以總結如下特點

• 定義的擴展方法必須包括在靜態類中，其本身也是靜態的
• 改靜態的可見性至少與所在類的可見性相同，也就是同時public或者internal
• 此方法的第一個參數指定方法所操作的類型；此參數前面必須加上 this 修飾符
• 在調用代碼中，添加 using 指令，用於指定包含擴展方法類的命名空間
• 調用方式和調用實例方法一樣
• 空對象是可以直接調用擴展方法的（此處就不再加示例展示了，有興趣的可以自己驗證）

.class public auto ansi abstract sealed beforefieldinit ConsoleLab.StringExtension
    extends [mscorlib]System.Object
{
    .custom instance void [mscorlib]System.Runtime.CompilerServices.ExtensionAttribute::.ctor() = (
        01 00 00 00
    )
    // Methods
    .method public hidebysig static 
        int32 ToInt (
            string str
        ) cil managed 
    {
        .custom instance void [mscorlib]

::.ctor() = (
            01 00 00 00
        )
        // Method begins at RVA 0x2050
        // Code size 31 (0x1f)
        .maxstack 2
        .locals init (
            [0] int32,
            [1] bool,
            [2] int32
        )

        IL_0000: nop
        IL_0001: ldarg.0
        IL_0002: ldloca.s 0
        IL_0004: call bool [mscorlib]System.Int32::TryParse(string, int32&)
        IL_0009: stloc.1
        IL_000a: ldloc.1
        IL_000b: brfalse.s IL_0012

        IL_000d: nop
        IL_000e: ldloc.0
        IL_000f: stloc.2
        IL_0010: br.s IL_001d

        IL_0012: ldstr "無效參數"
        IL_0017: newobj instance void [mscorlib]System.ArgumentException::.ctor(string)
        IL_001c: throw

        IL_001d: ldloc.2
        IL_001e: ret
    } // end of method StringExtension::ToInt

} // end of class ConsoleLab.StringExtension

.class private auto ansi beforefieldinit ConsoleLab.Program
    extends [mscorlib]System.Object
{
    // Methods
    .method private hidebysig static 
        void Main (
            string[] args
        ) cil managed 
    {
        // Method begins at RVA 0x207b
        // Code size 24 (0x18)
        .maxstack 8
        .entrypoint

        IL_0000: nop
        IL_0001: ldstr "2"
        IL_0006: call int32 ConsoleLab.StringExtension::ToInt(string)
        IL_000b: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(int32)
        IL_0010: nop
        IL_0011: call int32 [mscorlib]System.Console::Read()
        IL_0016: pop
        IL_0017: ret
    } // end of method Program::Main

    .method public hidebysig specialname rtspecialname 
        instance void .ctor () cil managed 
    {
        // Method begins at RVA 0x2094
        // Code size 8 (0x8)
        .maxstack 8

        IL_0000: ldarg.0
        IL_0001: call instance void [mscorlib]System.Object::.ctor()
        IL_0006: nop
        IL_0007: ret
    } // end of method Program::.ctor

} // end of class ConsoleLab.Program

擴展方法雖然看起來挺不錯的，但是我們也要謹慎的使用，因為擴展的源對象如果發生了變化，就會導致bug的出現如果確實為給定類型實現了擴展方法，請記住以下幾點：

• 如果擴展方法與其實例方法具有相同的簽名，擴展方法將無法被調用，這樣也避免了擴展方法對原有代碼所帶來的損害，所以不存在誰先誰後的問題，這就回答了，文章開頭所提出的問題

• 如果擴展方法和調用方不在同一個命名空的，需要使用using導入

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