.NET 扩展方法 （二）

上一篇随笔 .NET 扩展方法 （一） 已经对 扩展方法有了大致的介绍，这篇算是一个补充，让我们来看一下扩展方法的几个细节：

 

一、扩展方法具有继承性

当使用扩展方法扩展一个类型的时候，其也扩展了派生类，所以上一篇的遗留问题“如果给object添加一个扩展方法会出现什么效果呢？” 的

答案就是——所有类型都将扩展该方法。object类已经经受住了时间的考验，我们似乎也找不到更合适的理由来扩展object类。从另外的

角度考虑，如果扩展了object类，很有可能会给“智能敏感提示”造成污染，以至于填充了过多的垃圾信息(因为许多类型也根本用不到该方法)。

 

二、扩展方法允许和扩展类型原有方法相等效的方法存在 （此处是个雷）

由于汉语语言表述的所带来的不易理解性，我们还是直接用代码来解释吧，如下的代码片段：

    public static class StringExtentsion
    {
        public static string ToString(this string str)
        {
            return "Extentsion" + str;
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            string str = "test";

            Console.WriteLine(str.ToString()); // 输出结果为： test，也就说编译器会优先选用原有类的实例化方法，如果没找到匹配方法再寻找扩展方法

            Console.Read();
        }
    }

由上述的代码片段可以知：StringExtentsion类中扩展方法ToString 和 String类的原有的ToString方法 对于客户端代码而言，它们的语法表象是

一样的，但本质上一个是StringExtentsion类的静态方法，一个是String类的实例化方法。然而编译运行没有产生错误，更没有产生警告。所以在

这种情况下很容“埋雷”，一不小心就会中招。有人也许会说：我注意一下不要和.NET类库的方法重名就可以了。但是你能保证 .NET 6、甚至.NET 10

的方法名和你写的绝对不重名吗？所以，扩展方法存在着版本控制的问题。

　

三、扩展方法允许在两个或多个类中共存相同的扩展方法

    public static class StringExtentsion
    {
        public static bool IsEmpty(this string str)
        {
            return string.IsNullOrWhiteSpace(str);
        }
    }

    public static class OtherStringExtentsion
    {
        public static bool IsEmpty(this string str)
        {
            return string.IsNullOrWhiteSpace(str);
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            string str = null;

            //bool result = str.IsEmpty(); // 这种写法会产生编译错误：不明确的调用，因为它能找到两个扩展方法

            bool result = StringExtentsion.IsEmpty(str); // 必须显示使用类调用静态方法

            Console.WriteLine(result);

            Console.Read();
        }
    }

　　

四、扩展其他类型的方法

扩展方法不仅可以扩展类类型，而且可以扩展接口、枚举、委托、结构、数组及对应的泛型类型 等类型。

在这里着重说一下扩展接口，任何 “实现了接口的类型对象” 都可以调用接口上的扩展方法。针对这一特点，我们完全可以将实现接口

的共用代码放进扩展方法里，实现代码复用。从形式上来看，该特点是 “单继承 + 接口” 与 “多继承”的中间产物，已经有了“多继承”的影子。

 

五、委托与扩展方法

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace MethodDemo
{
    public static class StringExtentsion
    {
        public static string ShowString(this string str)
        {
            return "ShowString:" + str;
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            string str = "meng";

            Func<string> fun = str.ShowString;

            fun();

            Func<string> fun2 = str.ToString;

            fun2();

            Console.Read();
        }
    }
}

　　

如果你已经看过了 .NET 扩展方法 （一） ，也许你能猜到我接下来想说什么了吧。没错，看一下IL代码吧，看看编译器在背后搞了哪些“怪”。

顺便借助这个机会，说几个IL指令。

.method private hidebysig static void  Main(string[] args) cil managed
{
  .entrypoint
  // 代码大小       55 (0x37)
  .maxstack  2

  // 初始化3个局部变量
  .locals init ([0] string str,
           [1] class [mscorlib]System.Func`1<string> fun,
           [2] class [mscorlib]System.Func`1<string> fun2)
  IL_0000:  nop

  //将 "meng" 这个字符串对象的引用 入栈
  IL_0001:  ldstr      "meng"

  // 将栈顶的值赋值给第0个局部变量(即 str)，栈顶值出栈
  IL_0006:  stloc.0

  // 将第0个局部变量入栈 (即 str 入栈)
  IL_0007:  ldloc.0

  // 将 MethodDemo.StringExtentsion类的静态方法ShowString的指针入栈
  IL_0008:  ldftn      string MethodDemo.StringExtentsion::ShowString(string)

  // 调用构造函数 new一个 Func<String>类型的委托
  IL_000e:  newobj     instance void class [mscorlib]System.Func`1<string>::.ctor(object,
                                                                                  native int)
  IL_0013:  stloc.1
  IL_0014:  ldloc.1

  // 调用fun对象的Invoke方法
  IL_0015:  callvirt   instance !0 class [mscorlib]System.Func`1<string>::Invoke()
  IL_001a:  pop
  IL_001b:  ldloc.0
  IL_001c:  dup

  // 将str 对象的实例化方法ToString方法的指针入栈
  IL_001d:  ldvirtftn  instance string [mscorlib]System.Object::ToString()
  IL_0023:  newobj     instance void class [mscorlib]System.Func`1<string>::.ctor(object,
                                                                                  native int)
  IL_0028:  stloc.2
  IL_0029:  ldloc.2
  IL_002a:  callvirt   instance !0 class [mscorlib]System.Func`1<string>::Invoke()
  IL_002f:  pop
  IL_0030:  call       int32 [mscorlib]System.Console::Read()
  IL_0035:  pop
  IL_0036:  ret
} // end of method Program::Main

核心的IL指令已经给予了差不多的注释，根据IL指令可以得出结果：我们又被编译器“欺骗”了一次，fun对象保存的方法指针是

MethodDemo.StringExtentsion类的静态方法ShowString的指针。fun2对象保存的方法的指针str对象的ToString方法的指针。