詳解C#擴(kuò)展方法原理及其使用

更新時間：2020年06月23日 16:50:58 作者：艾心❤

這篇文章主要介紹了C#擴(kuò)展方法原理及其使用的的相關(guān)資料，文中代碼非常細(xì)致，幫助大家更好的理解和學(xué)習(xí)，感興趣的朋友可以了解下

1、寫在前面

今天群里一個小伙伴問了這樣一個問題，擴(kuò)展方法與實(shí)例方法的執(zhí)行順序是什么樣子的，誰先誰后（這個問題會在文章結(jié)尾回答）。所以寫了這邊文章，力圖從原理角度解釋擴(kuò)展方法及其使用。

以下為主要內(nèi)容：

什么是擴(kuò)展方法
擴(kuò)展方法原理及自定義擴(kuò)展方法
擴(kuò)展方法的使用及其注意事項(xiàng)

2、什么是擴(kuò)展方法

一般而言，擴(kuò)展方法為現(xiàn)有類型添加新的方法（從面向?qū)ο蟮慕嵌葋碚f，是為現(xiàn)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。擴(kuò)展方法是靜態(tài)的，它的使用和其他實(shí)例方法幾乎沒有什么區(qū)別。常見的擴(kuò)展方法有Linq擴(kuò)展、有IEnumerable擴(kuò)展等。

先讓我們來感受一下.NET中自帶的擴(kuò)展方法，其中OrderBy和Aggregate都是系統(tǒng)自帶的擴(kuò)展方法

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

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

   string result = lst.OrderBy(p => p).Aggregate(string.Empty, (next, p) => next += p + ",");

   Console.WriteLine(result);

   Console.ReadLine();
  }
 }
}

是不是感覺擴(kuò)展方法很優(yōu)美，使用起來和實(shí)例方法幾乎沒有區(qū)別。不得不說.NET在這方面做得很精致，很讓人欽佩，那么接下來我們來看看擴(kuò)展方法的原理

3、擴(kuò)展方法原理及自定義擴(kuò)展方法

首先我們，先看看如何自定義擴(kuò)展方法

using System;
using TestExtension;

namespace Test
{
 class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   Console.WriteLine("2".ToInt32());

   Console.ReadLine();
  }
 }
}

namespace TestExtension
{
 public static class StringExtension
 {
  public static int ToInt32(this string str)
  {
   if (int.TryParse(str, out int result))
   {
    return result;
   }

   throw new ArgumentException("無法轉(zhuǎn)換為Int32類型");
  }
 }
}

必須是靜態(tài)類，擴(kuò)展方法也為靜態(tài)方法
此方法的第一個參數(shù)指定方法所操作的類型；此參數(shù)前面必須加上 this 修飾符
在調(diào)用代碼中，如何不再同一個命名空間，需要添加 using 指令，導(dǎo)入需要調(diào)用的擴(kuò)展方法所在的命名空間
需要注意的是，第一個this標(biāo)記的參數(shù)并非是實(shí)參，而是標(biāo)識該擴(kuò)展所指定的類型，調(diào)用的時候只需要提供this后的形參即可

接下來我們來探究一下擴(kuò)展方法反編譯后的效果：

這是StringExtension編譯后的代碼，可以看到擴(kuò)展方法在編譯后被標(biāo)記了ExtensionAttribute這個特性，也就是說擴(kuò)展方法在編譯期就已經(jīng)被綁定成擴(kuò)展方法了

.class public auto ansi abstract sealed beforefieldinit TestExtension.StringExtension
 extends [System.Runtime]System.Object
{
 .custom instance void 
[System.Runtime]System.Runtime.CompilerServices.ExtensionAttribute
::.ctor() = (
  01 00 00 00
 )
 // Methods
 .method public hidebysig static 
  int32 ToInt32 (
   string str
  ) cil managed 
 {
  .custom instance void 
[System.Runtime]System.Runtime.CompilerServices.ExtensionAttribute
::.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 [System.Runtime]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 "無法轉(zhuǎn)換為Int32類型"
  IL_0017: newobj instance void [System.Runtime]System.ArgumentException::.ctor(string)
  IL_001c: throw

  IL_001d: ldloc.2
  IL_001e: ret
 } // end of method StringExtension::ToInt32

} // end of class TestExtension.StringExtension

我們看一下調(diào)用后的效果，和直接調(diào)用靜態(tài)方法一樣TestExtension.StringExtension::ToInt32(string) ，至此，我們已經(jīng)知道了擴(kuò)展方法的使用了，編譯器綁定，底層調(diào)用和靜態(tài)調(diào)用一直，這也解釋了一個問題，就是當(dāng)類型為空的時候，為什么調(diào)用擴(kuò)展方法了

.namespace Test
{
 .class private auto ansi beforefieldinit Test.Program
  extends [System.Runtime]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 TestExtension.StringExtension::ToInt32(string)
   IL_000b: call void [System.Console]System.Console::WriteLine(int32)
   IL_0010: nop
   IL_0011: call string [System.Console]System.Console::ReadLine()
   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 [System.Runtime]System.Object::.ctor()
   IL_0006: nop
   IL_0007: ret
  } // end of method Program::.ctor

 } // end of class Test.Program

}

4、擴(kuò)展方法的使用及其注意事項(xiàng)

擴(kuò)展方法雖然很好用，但是如果我們擴(kuò)展的對象發(fā)生了版本迭代，則會增加擴(kuò)展方法失效的風(fēng)險(xiǎn)。

一下是在使用擴(kuò)展方法時需要注意的地方

擴(kuò)展方法與該類型中定義的方法具有相同的簽名，編譯器總是綁定到該實(shí)例方法，也就是擴(kuò)展方法永遠(yuǎn)不會被調(diào)用，這也就回答了題目剛開始所說的問題。同時這個地方應(yīng)該是考慮到了程序安全的問題，不然很容易出現(xiàn)代碼注入問題。
當(dāng)出現(xiàn)命名空間不同時，則需要使用using導(dǎo)入命名空間
同時擴(kuò)展方法可以被修飾為internal，public，但需要類和擴(kuò)展方法保持同樣的修飾標(biāo)識

以上就是詳解C#擴(kuò)展方法原理及其使用的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于c# 擴(kuò)展方法的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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