C#3.0中一個激動人心的特性就是擴展方法:你可以使用實例方法的語法來調用靜態方法。本文仔細闡述了這一新特性並且給出了幾個相應的例子。
聲明擴展方法
擴展方法的行為和靜態方法是非常類似的,你只能在靜態類中聲明它們。為聲明一個擴展方法,你需要給該方法的第一個參數指定this關鍵字,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();
}
} 為編譯如上代碼,你需要安裝Visual Studio 2005和LINQ的預覽版。如果你已經安裝了VS2005,那麼你將在Visual C#的LINQ PrevIEw裡看到三個新的工程模板:LINQ命令行應用程序,LINQ窗口程序和LINQ庫。如下操作編譯代碼:
1. 打開VS2005編輯器,創建一個新工程,在新建工程窗口中選擇LINQ Console作為工程模板。
2. 將工程命名為ExtensionMethods,點擊Ok。
3. 將如上代碼鍵入編輯器。
4. 按下F5編譯工程並運行。
如果你只是安裝了.Net 2.0,那麼你可以運行命令行編譯器:
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 就像你在如上代碼裡所看到的那樣,擴展方法(ToInt32Ext)和普通的靜態方法(ToInt32Static)的不同在於:
1. 擴展方法的第一個參數有一個this關鍵字,而靜態方法不會在它的參數聲明裡有this關鍵字。
2. 當使用擴展方法的是哦戶,使用this關鍵字聲明的的參數沒有進行傳遞。在上面的例子裡,Line A就是一個使用擴展方法ToInt32Ext的例子。不需要將參數傳遞給它。當靜態方法在使用的時候,是不能忽略掉任何的參數的。所有的參數必須傳遞進入函數。Line B就是一個例子。
3. 擴展方法只能在靜態類中定義。對於靜態方法,這並不成為一個要求,因為靜態方法可以在一個靜態類或普通類中存在。
4. 擴展方法只能針對實例調用。
擴展方法,盡管本質上還是靜態的,但是只能針對實例調用。如果在一個類中調用它們將會引發編譯錯誤。調用它們的類實例是由聲明中的第一個參數決定的,就是有關鍵字this修飾的那個。
在IL內部
如果你觀看IL裡對以上代碼的分析結果,你將會看到如下圖的結果:
以下是IL對於擴展方法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 以下代碼是IL對靜態方法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: 本行代碼說明本方法只能針對實例使用。
[System.Query]System.Runtime.CompilerServices.ExtensionAttribute::.ctor() = ( 01 00 00 00 ):本行代碼說明擴展特性被使用了。
擴展方法轉換
下表顯示了在編譯時進行的方法轉換
方法
代碼編譯為
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中檢查main方法的代碼,它將會如下顯示:
.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) 這裡表明方法轉換(expr . identifier ( ) <--> identifIEr (expr) )發生.
所以當你調用 int i = s.ToInt32Ext();, 編譯器內部進行操作int i = EMClass.ToInt32Ext(s);那麼,重寫的新生會當作一個靜態方法調用來處理
標識符按照如下的順序解析:
1. 最近的包含的命名空間聲明
2. 每個後繼包含的命名空間聲明
3. 包含的編譯單元
下面是方法的從高到低的優先級:
1. 實例方法
2. 在同一個命名空間裡的擴展方法
3. 在當前命名空間之外的擴展方法
為什麼使用擴展方法?
你也許會問:"為什麼有了普通的靜態和實例類還需要使用擴展方法呢?"其實,簡單來說就是為了方便。我來舉個例子吧。如果你在過去的一段時間內開發了很多函數形成了一個庫。那麼當某人要用這個函數庫的時候,他必須要知道定義了所需的靜態方法的類名。就像下面這個一樣:
a = MyLibraryClass. 這裡,IntelliSense將會彈出並且告訴你可用函數的名字,你只需要挑選你所需要的。然後鍵入你需要的方法名和相關參數。
a = MyLibraryClass.DesiredFunction(strName)
使用這種方法,你必須事先知道哪個庫包含了你所要的哪個函數和它的名稱,使用擴展方法就不一樣了:
a = strName. 這裡,IntelliSense將會彈出,並且顯示可以使用哪些擴展方法。你只需要鍵入你需要的擴展方法:
a = strName.DesiredFunction() 這裡無須給出所需的參數名來指定數據類型。
在對象實例中調用靜態方法
擴展方法提供了一個新的機制用來在對象實例上調用靜態方法。但和實例方法比較起來,它還是在功能上有諸多限制,因此你應該保守的使用它,主要將它哦能夠在實例方法能力所不及的地方。
C# 3.0並不是一個正式的版本,所以它的標准也沒有最後定稿。因此,這樣的格式也很有可能變化。