• C# 3.0 新特性:扩展方法初探(转)


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    声明扩展方法

      扩展方法的行为和静态方法是非常类似的,你只能在静态类中声明它们。为声明一个扩展方法,你需要给该方法的第一个参数指定this关键字,如下例:

    // Program.cs
    public static class EMClass
    {
     public static int ToInt32Ext(this string s)
     {
      return Int32.Parse(s);
     }
     public static int ToInt32Static(string s)
     {
      return Int32.Parse(s);
     }
    }
    class Program
    {
     static void Main(string[] args)
     {
      string s = "9";
      int i = s.ToInt32Ext(); // LINE A
      Console.WriteLine(i);
      int j = EMClass.ToInt32Static(s); // LINE B
      Console.WriteLine(j);
      Console.ReadLine();
     }
    }

      为编译如上代码,你需要安装Visual Studio 2005和LINQ的预览版。如果你已经安装了VS2005,那么你将在Visual C#的LINQ Preview里看到三个新的工程模板:LINQ命令行应用程序,LINQ窗口程序和LINQ库。如下操作编译代码:

      1. 打开VS2005编辑器,创建一个新工程,在新建工程窗口中选择LINQ Console作为工程模板。

      2. 将工程命名为ExtensionMethods,点击Ok。

      3. 将如上代码键入编辑器。

      4. 按下F5编译工程并运行。

      如果你只是安装了.net 2.0,那么你可以运行命令行编译器:

    Csc.exe /reference:"C:\Program Files\LINQ Preview\Bin
    \System.Data.DLINQ.dll"
    /reference:C:\Windows\Microsoft.NET\Framework\v2.0.50727\System.dll
    /reference:"C:\Program Files\LINQ Preview\Bin\System.Query.dll"
    /reference:"C:\Program Files\LINQ Preview\Bin\System.XML.XLINQ.dll"
    /target:exe Program.cs

      就像你在如上代码里所看到的那样,扩展方法(ToInt32Ext)和普通的静态方法(ToInt32Static)的不同在于:

      1. 扩展方法的第一个参数有一个this关键字,而静态方法不会在它的参数声明里有this关键字。

      2. 当使用扩展方法的是哦户,使用this关键字声明的的参数没有进行传递。在上面的例子里,Line A就是一个使用扩展方法ToInt32Ext的例子。不需要将参数传递给它。当静态方法在使用的时候,是不能忽略掉任何的参数的。所有的参数必须传递进入函数。Line B就是一个例子。

      3. 扩展方法只能在静态类中定义。对于静态方法,这并不成为一个要求,因为静态方法可以在一个静态类或普通类中存在。

      4. 扩展方法只能针对实例调用。

      扩展方法,尽管本质上还是静态的,但是只能针对实例调用。如果在一个类中调用它们将会引发编译错误。调用它们的类实例是由声明中的第一个参数决定的,就是有关键字this修饰的那个。

      在IL内部

      如果你观看IL里对以上代码的分析结果,你将会看到如下图的结果:


      以下是IL对于扩展方法ToInt32Ext的分析:

    .method public hidebysig static int32 ToInt32Ext(string s) cil managed
    {
     .custom instance void [System.Query]System.Runtime
     .CompilerServices.ExtensionAttribute::.ctor() = ( 01 00 00 00 )
     // Code size 12 (0xc)
     .maxstack 1
     .locals init ([0] int32 CSCODE_REPLACEMENT 200)
     IL_0000: nop
     IL_0001: ldarg.0
     IL_0002: call int32 [mscorlib]System.Int32::Parse(string)
     IL_0007: stloc.0
     IL_0008: br.s IL_000a
     IL_000a: ldloc.0
     IL_000b: ret
    } // end of method EMClass::ToInt32Ext

      以下代码是IL对静态方法ToInt32Static的分析:

    .method public hidebysig static int32 ToInt32Static(string s) cil managed
    {
     // Code size 12 (0xc)
     .maxstack 1
     .locals init ([0] int32 CSCODE_REPLACEMENT 300)
     IL_0000: nop
     IL_0001: ldarg.0
     IL_0002: call int32 [mscorlib]System.Int32::Parse(string)
     IL_0007: stloc.0
     IL_0008: br.s IL_000a
     IL_000a: ldloc.0
     IL_000b: ret
    } // end of method EMClass::ToInt32Static


      .custom instance void: 本行代码说明本方法只能针对实例使用。

      [System.Query]System.Runtime.CompilerServices.ExtensionAttribute::.ctor() = ( 01 00 00 00 ):本行代码说明扩展特性被使用了。
    扩展方法转换

      下表显示了在编译时进行的方法转换

      方法 代码编译为
    1 expr . identifier ( ) identifier (expr)
    2 expr . identifier ( args ) identifier (expr, args)
    3 expr . identifier <typeargs> ( ) identifier <typeargs> (expr)
    4 expr . identifier <typeargs> ( args ) identifier <typeargs> (expr, args)

      如果你在ILDASM中检查main方法的代码,它将会如下显示:

    .method private hidebysig static void Main(string[] args) cil managed
    {
     .entrypoint
     // Code size 42 (0x2a)
     .maxstack 1
     .locals init ([0] string s,
     [1] int32 i,
     [2] int32 j)
     IL_0000: nop
     IL_0001: ldstr "9"
     IL_0006: stloc.0
     IL_0007: ldloc.0
     IL_0008: call int32 ExtensionMethods.EMClass::ToInt32Ext(string)
     IL_000d: stloc.1
     IL_000e: ldloc.1
     IL_000f: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(int32)
     IL_0014: nop
     IL_0015: ldloc.0
     IL_0016: call int32 ExtensionMethods.EMClass::
     ToInt32Static(string)
     IL_001b: stloc.2
     IL_001c: ldloc.2
     IL_001d: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(int32)
     IL_0022: nop
     IL_0023: call string [mscorlib]System.Console::ReadLine()
     IL_0028: pop
     IL_0029: ret
    } // end of method Program::Main
    IL_0008: call int32 ExtensionMethods.EMClass::
    ToInt32Ext(string)

      这里表明方法转换(expr . identifier ( ) <--> identifier (expr) )发生.

      所以当你调用 int i = s.ToInt32Ext();, 编译器内部进行操作int i = EMClass.ToInt32Ext(s);那么,重写的新生会当作一个静态方法调用来处理

      标识符按照如下的顺序解析:

      1. 最近的包含的命名空间声明

      2. 每个后继包含的命名空间声明

      3. 包含的编译单元

      下面是方法的从高到低的优先级:

      1. 实例方法

      2. 在同一个命名空间里的扩展方法

      3. 在当前命名空间之外的扩展方法

      为什么使用扩展方法?

      你也许会问:"为什么有了普通的静态和实例类还需要使用扩展方法呢?"其实,简单来说就是为了方便。我来举个例子吧。如果你在过去的一段时间内开发了很多函数形成了一个库。那么当某人要用这个函数库的时候,他必须要知道定义了所需的静态方法的类名。就像下面这个一样:

    a = MyLibraryClass.

      这里,IntelliSense将会弹出并且告诉你可用函数的名字,你只需要挑选你所需要的。然后键入你需要的方法名和相关参数。

    a = MyLibraryClass.DesiredFunction(strName)

      使用这种方法,你必须事先知道哪个库包含了你所要的哪个函数和它的名称,使用扩展方法就不一样了:

    a = strName.

      这里,IntelliSense将会弹出,并且显示可以使用哪些扩展方法。你只需要键入你需要的扩展方法:

    a = strName.DesiredFunction()

      这里无须给出所需的参数名来指定数据类型。

      在对象实例中调用静态方法

      扩展方法提供了一个新的机制用来在对象实例上调用静态方法。但和实例方法比较起来,它还是在功能上有诸多限制,因此你应该保守的使用它,主要将它哦能够在实例方法能力所不及的地方。

      C# 3.0并不是一个正式的版本,所以它的标准也没有最后定稿。因此,这样的格式也很有可能变化。

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