C# 扩展方法小结
在使用面向对象的语言进行项目开发的过程中,较多的会使用到“继承”的特性,但是并非所有的场景都适合使用“继承”特性,在设计模式的一些基本原则中也有较多的提到。
继承的有关特性的使用所带来的问题:对象的继承关系实在编译时就定义好了,所以无法在运行时改变从父类继承的实现。子类的实现与它父类有非常紧密的依赖关系,以至于父类实现中的任何变化必然会导致子类发生变化。当你需要复用子类时,如果继承下来的实现不适合解决新的问题,则父类必须重写它或被其他更适合的类替换,这种依赖关系限制了灵活性并最终限制了复用性。替代继承特性的方式,较多的会采用合成/聚合复用原则,“合成/聚合复用原则”:尽量使用合成/聚合,尽量不要使用类继承。
如果在新类型的对象应当携带有关额外行为的细节,在使用继承特性时,有时可能不太适合,例如:处理指类型,密封类,或者接口时。在面对这些要求时,我们有时候会写一些静态类包含一些静态方法。但是过多的静态方法会造成额外的不必要的开销。
一.扩展方法概述:
面对以上的有关“继承”的问题,以及在面对项目的一些需求时,我们需要解决这些问题的方式就是“扩展方法”。在C#3.0中引入了“扩展方法”,既有静态方法的优点,又使调用它们的代码的可读性得到了提高。在使用扩展方法时,可以像调用实例方法那样调用静态方法。
1.扩展方法的基本原则:
(1).C#只支持扩展方法,不支持扩展属性、扩展事件、扩展操作符等。
(2).扩展方法(第一个参数前面是this的方法)必须在非泛型的静态类中声明,扩展方法必须有一个参数,而且只有第一个参数使用this标记。
(3).C#编译器查找静态类中的扩展方法时,要求这些静态类本身必须具有文件作用域。
(4).C#编译要求“导入”扩展方法。(静态方法可以任意命名,C#编译器在寻找方法时,需要花费时间进行查找,需要检查文件作用域中的所有的静态类,并扫描它们的所有静态方法来查找一个匹配)
(5).多个静态类可以定义相同的扩展方法。
(6).用一个扩展方法扩展一个类型时,同时也扩展了派生类型。
2.扩展方法声明:
(1).必须在一个非嵌套的、非泛型的静态类中(所以必须是一个静态方法)
(2).至少有一个参数。
(3).第一个参数必须附加this关键字做前缀。
(4).第一个参数不能有其他任何修饰符(如ref或out)。
(5).第一个参数的类型不能是指针类型。
以上的两个分类说明中,对扩展方法的基本特性和声明方式做了一个简单的介绍,有关扩展方法的使用方式,会在后面的代码样例中进行展示,再次就不再多做说明。
二.扩展方法原理解析:
“扩展方法”是C#独有的一种方法,在扩展方法中会使用ExtensionAttribute这个attribute。
C#一旦使用this关键字标记了某个静态方法的第一个参数,编译器就会在内部向该方法应用一个定制的attribute,这个attribute会在最终生成的文件的元数据中持久性的存储下来,此属性在System.Coredll程序集中。
任何静态类只要包含了至少一个扩展方法,它的元数据中也会应用这个attribute,任何一个程序集包含了至少一个符合上述特点的静态类,它的元数据也会应用这个attribute。如果代码用了一个不存在的实例方法,编译器会快速的扫描引用的所有程序集,判断它们哪些包含了扩展方法,然后,在这个程序集中,可以扫描包含了扩展方法的静态类。
如果同一个命名空间中的两个类含有扩展类型相同的方法,就没有办法做到只用其中一个类中的扩展方法。为了通过类型的简单名称(没有命名空间前缀)来使用类型,可以导入该类型所有在的命名空间,但这样做的时候,你没有办法阻止那个命名空间中的扩展方法也被导入进来。
三..NET3.5的扩展方法Enumerable和Queryable:
在框架中,扩展方法最大的用途就是为LINQ服务,框架提供了辅助的扩展方法,位于System.Linq命名空间下的Enumerable和Queryable类。Enumerable大多数扩展是IEnumerable
1.Enumerable类中的常用方法:
(1).Range():一个参数是起始数,一个是要生成的结果数。
publicstaticIEnumerableRange(intstart,intcount){ longmax=((long)start)+count-1; if(count<0||max>Int32.MaxValue)throwError.ArgumentOutOfRange("count"); returnRangeIterator(start,count); } staticIEnumerable RangeIterator(intstart,intcount){ for(inti=0;i (2).Where():对集合进行过滤的一个方式,接受一个谓词,并将其应用于原始集合中的每个元素。
publicstaticIEnumerableWhere (thisIEnumerable source,Func predicate){ if(source==null)throwError.ArgumentNull("source"); if(predicate==null)throwError.ArgumentNull("predicate"); if(sourceisIterator )return((Iterator )source).Where(predicate); if(sourceisTSource[])returnnewWhereArrayIterator ((TSource[])source,predicate); if(sourceisList )returnnewWhereListIterator ((List )source,predicate); returnnewWhereEnumerableIterator (source,predicate); } publicWhereEnumerableIterator(IEnumerable source,Func predicate){ this.source=source; this.predicate=predicate; } 以上分别介绍了Range()和Where()两个方法,该类中还主要包含select()、orderby()等等方法。
2.Queryable类中的常用方法:
(1).IQueryable接口:
//////提供对未指定数据类型的特定数据源的查询进行计算的功能。 /// ///2 publicinterfaceIQueryable:IEnumerable { //////获取与 /// ///的实例关联的表达式目录树。 /// ///与 ExpressionExpression{get;} ///的此实例关联的 。 /// ///获取在执行与 /// ///的此实例关联的表达式目录树时返回的元素的类型。 /// ///一个 TypeElementType{get;} ///,表示在执行与之关联的表达式目录树时返回的元素的类型。 /// ///获取与此数据源关联的查询提供程序。 /// /// //////与此数据源关联的 IQueryProviderProvider{get;} }。 /// (2).Where():
publicstaticIQueryableWhere (thisIQueryable source,Expression >predicate){ if(source==null) throwError.ArgumentNull("source"); if(predicate==null) throwError.ArgumentNull("predicate"); returnsource.Provider.CreateQuery ( Expression.Call( null, ((MethodInfo)MethodBase.GetCurrentMethod()).MakeGenericMethod(typeof(TSource)), newExpression[]{source.Expression,Expression.Quote(predicate)} )); } (3).Select():
publicstaticIQueryableSelect (thisIQueryable source,Expression >selector){ if(source==null) throwError.ArgumentNull("source"); if(selector==null) throwError.ArgumentNull("selector"); returnsource.Provider.CreateQuery ( Expression.Call( null, ((MethodInfo)MethodBase.GetCurrentMethod()).MakeGenericMethod(typeof(TSource),typeof(TResult)), newExpression[]{source.Expression,Expression.Quote(selector)} )); } 以上是对扩展方法中两个类进行了一个简单的解析。
四.扩展方法实例:
由于扩展方法实际是对一个静态方法的调用,所以CLR不会生成代码对调用方法的表达式的值进行null值检查
1.异常处理代码:
//////为参数验证提供有用的方法 /// publicstaticclassArgumentValidator { //////如果argumentToValidate为空,则抛出一个ArgumentNullException异常 /// publicstaticvoidThrowIfNull(objectargumentToValidate,stringargumentName) { if(null==argumentName) { thrownewArgumentNullException("argumentName"); } if(null==argumentToValidate) { thrownewArgumentNullException(argumentName); } } //////如果argumentToValidate为空,则抛出一个ArgumentException异常 /// publicstaticvoidThrowIfNullOrEmpty(stringargumentToValidate,stringargumentName) { ThrowIfNull(argumentToValidate,argumentName); if(argumentToValidate==string.Empty) { thrownewArgumentException(argumentName); } } //////如果condition为真,则抛出ArgumentException异常 /// ////// publicstaticvoidThrowIfTrue(boolcondition,stringmsg) { ThrowIfNullOrEmpty(msg,"msg"); if(condition) { thrownewArgumentException(msg); } } /// ///如果指定目录存在该文件则抛出FileNotFoundException异常 /// ////// publicstaticvoidThrowIfDoesNotExist(FileSystemInfofileSytemObject,StringargumentName) { ThrowIfNull(fileSytemObject,"fileSytemObject"); ThrowIfNullOrEmpty(argumentName,"argumentName"); if(!fileSytemObject.Exists) { thrownewFileNotFoundException("'{0}'notfound".Fi(fileSytemObject.FullName)); } } publicstaticstringFi(thisstringformat,paramsobject[]args) { returnFormatInvariant(format,args); } /// ///格式化字符串和使用 ///不变的文化. /// /// publicstaticstringFormatInvariant(thisstringformat,paramsobject[]args) { ThrowIfNull(format,"format"); return0==args.Length?format:string.Format(CultureInfo.InvariantCulture,format,args); } ///这应该是用于显示给用户的任何字符串时使用的“B”>“B”>“”。它意味着日志 ///消息,异常消息,和其他类型的信息,不使其进入用户界面,或不会 ///无论如何,对用户都有意义;). //////如果时间不为DateTimeKind.Utc,则抛出ArgumentException异常 /// ////// publicstaticvoidThrowIfNotUtc(DateTimeargumentToValidate,StringargumentName) { ThrowIfNullOrEmpty(argumentName,"argumentName"); if(argumentToValidate.Kind!=DateTimeKind.Utc) { thrownewArgumentException("YoumustpassanUTCDateTimevalue",argumentName); } } } 2.枚举扩展方法:
publicstaticclassEnumExtensions { //////获取名字 /// ////// publicstaticstringGetName(thisEnume) { returnEnum.GetName(e.GetType(),e); } /// ///获取名字和值 /// ///枚举 /// 是否转化为小写 /// publicstaticDictionary GetNamesAndValues(thisTypeenumType,boollowerFirstLetter) { //由于扩展方法实际是对一个静态方法的调用,所以CLR不会生成代码对调用方法的表达式的值进行null值检查 ArgumentValidator.ThrowIfNull(enumType,"enumType"); //获取枚举名称数组 varnames=Enum.GetNames(enumType); //获取枚举值数组 varvalues=Enum.GetValues(enumType); vard=newDictionary (names.Length); for(vari=0;i ///转换为小写 /// /// /// publicstaticstringLowerFirstLetter(thisstrings) { ArgumentValidator.ThrowIfNull(s,"s"); returnchar.ToLowerInvariant(s[0])+s.Substring(1); } } 五.总结:
在本文中,主要对扩展方法进行了一些规则说明、声明方式,使用方式,以及对扩展方法的意义和扩展方法的原理进行了简单的解答。并在本文的最后给了一个枚举的扩展方法代码。
以上就是C#扩展方法小结的详细内容,更多关于C#扩展方法的资料请关注毛票票其它相关文章!