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在C#3.0中，引入了一些列新的特性，比如: Implicitly typed local variable, Extension method，Lambda expression, Object initializer, Anonymous type, Implicitly typed array, Query expression, Expression tree。個人覺得在這一系列新特性的，最具創新意義的還是Extension method，它從根本上解決了這樣的問題：在保持現有Type原封不動的情況下對其進行擴展，你可以在對Type的定義不做任何變動的情況下，為之添加所需的方法成員。在這篇文章中，我將介紹我自己對Extension method這個新特性的理解。
一、Prototype in JavaScript 為了說明Extension method到底是為了解決怎樣的問題，我首先給出一個類似的、大家都比較熟悉的應用：JavaScript 中的Prototype。
比如我們在JS通過function定義了一個Vector class，代表一個2維向量。
function Vector (x,y)
{
this.x = x;
this.y = y;
}
現在我們需要在不改變Vector定義的前提下，為之添加相關的進行向量運算的Method。比如我們現在需要添加一個進行兩個向量相加運算的adds方法。在JS中，我們很容易通過Prototype實現這一功能:
Vector.prototype.adds = function(v)
{
if(v instanceof Vector)
{
return new Vector(this.x+v.x, this.y + v.y);
}
else
{
alert("Invalid Vector object!");
}
}
那麼，通過添加上面的一段代碼，我們完全可以把adds方法作為Vector的一個方法成員。現在我們可以這樣的方式來寫代碼：
var v = new Vector (1,2);
v= v.adds(v);
alert("x = " +v.x + ", y = "+v.y);
Extension Method之於C# 3.0就如同Prototype之於JavaScript。
二、如何在C# 2.0中解決Type的擴展性 我們一個完全一樣的問題從弱類型、解釋型的編程語言JavaScript遷移到C#這種強類型、編譯型的語言上來。我們先看看在不能借助Extension Method這一新特性的C# 2.0中，我們是如何解決這一問題。
我們先來看看如何對一個Interface進行擴張。假設我們有如下的一個IVector interface的定義：
public interface IVector
{
double X { get; set; }
double Y { get; set; }
}
我們希望的是如何對這個Interface進行擴展，為之添加一個Adds Method執行向量相加的運算。我們唯一的解決方案就是直接在這個Interface中添加一個Adds成員：
public interface IVector
{
double X { get; set; }
double Y { get; set; }
IVector Adds(IVector vector);
}
由於Interface和實現它的Type的緊密聯系：所以實現了某個Interface的Type必須實現該Interface的所有方法。所以，我們添加了Adds Method，將導致所有實現它的Type的重新定義和編譯，在很多情況下，這種代價我們是負擔不起的：比如在系統的後期維護階段，對系統的進行局部和全部的重新編譯，將很有可以導致一個正常運行的系統崩潰。Interface的這種局限性在面向抽象設計和編程中應該得到充分的考慮，這也是我們在很多情況下寧願使用Abstract Class的一個主要原因。
上面說到了對Interface的擴展，會出現必須實現Interface的Type進行改動的風險。我想有人會說，對Class盡心擴展就不會出現這樣的情況了吧。不錯，Class的繼承性確保我們在Parent class添加的Public/Protect能被Child Class繼承。比如：如果Vector是一個Super Class：
public class Vector
{
private double _x;
private double _y;
public double X
{
get {return this._x;}
set { this._x = value;}
}
public double Y
{
get { return this._y;}
set {this._y = value;}
}
}
如果我們在Vector Class中添加一個Adds Method，所有的Child Class都不會受到影響。
但是在很多情況下，對於我們需要擴展的Interface或者是Type，我們是完全不能做任何改動。比如，某個Type定義在一個由第三方提供的Assembly中。在現有的情況下，對於這樣的需求我們將無能為力。我們常用的方法就自己定義的Class去繼承這個需要擴展，將需要添加的成員定義在我們自己定義的Class中，如果對於一個Sealed Class又該如何呢？即便不是Sealed Class，這作用方式也沒有完成我們預定的要求：我們要求的是對這個不能變動的Type進行擴展，也就是所這個不能變動的Type的Instance具有我們添加的對象。
如果你在完全了解Extension Method的前提下聽到這樣的要求：我們要對一個Type或者Interface進行擴展，卻不允許我們修改它。這個要求確實有點苛刻。但是，不能否認的是，這樣需要在現實中的運用是相當廣泛的。所以我說，Extension Method在所有提供的新特性中，是具有價值的一個。
三、C# 3.0中如何解決Type的擴展性 理解了我們的具體需要和現有編程語言的局限性後，我們來看看C# 3.0中是如何通過Extension Method解決這個問題的。
簡單地說Extension Method是一個定義在Static Class的一個特殊的Static Method。之所以說這個Static Method特別，是因為Extension Method不但能按照Static Method的語法進行調用，還能按照Instance Method的語法進行調用。
我們還是先來看例子，首先是我們需要進行擴展的Vector Type的定義：
public class Vector
{
private double _x;
private double _y;
public double X
{
get {return this._x;}
set { this._x = value;}
}
public double Y
{
get { return this._y;}
set {this._y = value;}
}
}
在不對Vector Class的定義進行更新的前提下，我們把需要添加的Adds方法定義在一個Static Class中：
public static class Extension
{
public static Vector Adds(this Vector p,Vector p1)
{
return new Vector { X = p.X + p1.X, Y = p.Y + p1.Y };
}
}
這個Extension Method：Adds是一個Static方法。和一般的Static方法不同的是：在第一個參數前添加了一個this 關鍵字。這是在C# 3.0中定義Extension Method而引入的關鍵字。添加了這樣一個關鍵字就意味著在調用該方法的時候這個標記有this的參數可以前置，從而允許我們向調用一般Instance Method的方式來調用這個Static Method。比如：
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
var v = new Vector { X = 1, Y = 2 };
v = v.Adds(v);
Console.WriteLine("v.X = {0} and v.Y = {1}", v.X, v.Y);
}
}
注：this關鍵字只能用於標記第一個參數。
通過上面的介紹，我們知道在C# 3.0如何通過定義Extension Method在不對Type作任何修改的前提下對Type進行擴展。
