深入理解C#中的扩展方法

扩展方法（Extension Methods）是C#3.0时引入的新特性，相信很多人都听过并且也都用过，最常见的是在LINQ中的使用。

不仅如此，在开发中，我们也可以创建自己扩展方法，使用它来优化类的设计、简化代码。本文将简单地介绍扩展方法的概念、定义、使用场景以及要注意的点。

一、概念

扩展方法是一种特殊类型的静态方法。对于一个C#类型，如类（包括密封类）、值类型、接口等，扩展方法可以在不改变该类型源码的前提下，为它的实例提供新的成员。因此，若要为一个框架或第三方库的某个类型增加辅助功能，通过扩展方法就可以轻而易举地实现，这也是“扩展”的意义所在。

二、如何定义

创建扩展方法很简单，有以下几个步骤：

1、创建一个静态类；

2、在其中创建一个静态方法；

3、为这个静态方法添加至少一个参数，并在第一个参数前加上this关键字，这个关键字会告诉编译器当前方法是一个扩展方法。而这个方法将成为第一个参数所属类型的新成员。

以下一个典型的扩展方法，用于为枚举值提供一个可获取其DescriptionAttribute特性值的方法：

namespace TLA. Infrastructure. Extensions
public static class EnumExtensions
{
public static string GetDescription(this Enum en)
{
Type type = en. GetType();
MemberInfo[] memInfo = type . GetMember(en. ToString());
if (memInfo != null && memInfo.Length > 0)
{
object[] attrs = memInfo[0] .
GetCustomAttributes (typeof (DescriptionAttribute), false);
if (attrs != null && attrs. Length > 0){
return ( (DescriptionAttribute )attrs [0]) . Description;
}
}
return en. ToString();
}
}
}

注意：只有在引用扩展方法所在的静态类的命名空间后，才能使用它；否则，直接调用会编译失败。上例中，使用该扩展方法要引用TLA.Infrastructure.Extensions命名空间。

三、何时使用

从扩展方法的概念上，不难看出，它可以用在以下几种场合：

1、要为某个类型扩展功能，但没有其源码，比如某个框架或第三方库中的一个类；例如，想要获取一个列表中所有的奇数项，就可以为IList<T>接口增加一个扩展方法，这里的IList<T>接口本身是.NET框架中的接口。

public static class IListExtentions
{
public static IEnumerable<T> OddItems<T>(this IEnumerable<T> list)
{
if (list == nu1l)
{
throw new ArgumentNullExcept ion (nameof(list)) ;
}
for (int i = 0; i < list. Count(); i++)
{
if(i%2==0)
{
yield return list. ElementAt(i);
}
}
}
}

2、即使可以访问原有类型的源码，也可以使用扩展方法为它添加辅助功能；

public interface ILog
{
void Log(string message, LogLevel logLevel);
}
public static class ILogExtensions
{
/// <summary>
///记录调试信息
/// </summary>
/// <remarks>扩 展方法，方便记录调试信息</ remarks>
public static void LogDebug(this ILog logger, string message )
{
if (true) // 判断日志配置中是否允许输入Debug类型的日志
{
logger? .Log($" {message}", LogLevel.Debug);
}
}
}

3、重用代码，使代码更简洁；由于扩展方法封装了一段完整的逻辑，所以，使用扩展方法就避免了复制粘贴代码的情况。上例中扩展方法的内容也符合这种使用场景。

四、注意事项
以下是定义与使扩展方法时的一些注意事项和最佳实践：

1、扩展方法本质上是为原有类型提供辅助功能，因此，在创建时，要确保它具有实际意义，且遵循单一职责原则；也即，不能过度使用扩展方法并且它能够完成一个具体、完整的功能；

2、扩展方法本身具有通用性，因此，它里面应避免特定的业务数据类型及其相关逻辑；

3、如果为接口增加扩展方法，扩展方法的命名空间可以与接口的一致；否则，应尽量避免与原类型写在同一命名空间下，这样会“污染”原类型。建议的做法是为扩展方法所在的类设定一个单独的命名空间，如：<Company>.<Product>.Extentions。不过，这样做也有缺点：在操作原有类型的实例时，如果不引用扩展方法所在的命名空间，那么，它就不容易被发现，而解决这个问题的办法是，尽量将扩展方法文档化，并告诉项目组的其他开发人员；

4、为接口增加扩展方法后，则所有实现此接口的类都会包含该扩展方法；
5、在扩展方法中，要对第一个参数进行非空检查，如果为空，应抛出ArgumentNullException（参数为空）异常。