C#3.0新特性：扩展方法初探

C#3.0中一个激动人心的特性就是扩展方法：你可以使用实例方法的语法来调用静态方法。本文仔细阐述了这一新特性并且给出了几个相应的例子。
　　声明扩展方法
　　扩展方法的行为和静态方法是非常类似的，你只能在静态类中声明它们。为声明一个扩展方法，你需要给该方法的第一个参数指定this关键字，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();
　}
}

　　为编译如上代码，你需要安装Visual Studio 2005和LINQ的预览版。如果你已经安装了VS2005，那么你将在Visual C#的LINQ Preview里看到三个新的工程模板：LINQ命令行应用程序，LINQ窗口程序和LINQ库。如下操作编译代码：
　　1. 打开VS2005编辑器，创建一个新工程，在新建工程窗口中选择LINQ Console作为工程模板。
　　2. 将工程命名为ExtensionMethods，点击Ok。
　　3. 将如上代码键入编辑器。
　　4. 按下F5编译工程并运行。
　　如果你只是安装了.NET 2.0，那么你可以运行命令行编译器：

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

　　就像你在如上代码里所看到的那样，扩展方法(ToInt32Ext)和普通的静态方法(ToInt32Static)的不同在于:
　　1. 扩展方法的第一个参数有一个this关键字，而静态方法不会在它的参数声明里有this关键字。
　　2. 当使用扩展方法的是哦户，使用this关键字声明的的参数没有进行传递。在上面的例子里，Line A就是一个使用扩展方法ToInt32Ext的例子。不需要将参数传递给它。当静态方法在使用的时候，是不能忽略掉任何的参数的。所有的参数必须传递进入函数。Line B就是一个例子。
　　3. 扩展方法只能在静态类中定义。对于静态方法，这并不成为一个要求，因为静态方法可以在一个静态类或普通类中存在。
　　4. 扩展方法只能针对实例调用。
　　扩展方法，尽管本质上还是静态的，但是只能针对实例调用。如果在一个类中调用它们将会引发编译错误。调用它们的类实例是由声明中的第一个参数决定的，就是有关键字this修饰的那个。
　　在IL内部
　　以下是IL对于扩展方法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
以下代码是IL对静态方法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: 本行代码说明本方法只能针对实例使用。

　　[System.Query]System.Runtime.CompilerServices.ExtensionAttribute::.ctor() = ( 01 00 00 00 ):本行代码说明扩展特性被使用了。

　　扩展方法转换
　　下表显示了在编译时进行的方法转换
   方法  代码编译为
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中检查main方法的代码，它将会如下显示：
.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)

　　这里表明方法转换(expr . identifier ( ) <--> identifier (expr) )发生.
　　所以当你调用 int i = s.ToInt32Ext();, 编译器内部进行操作int i = EMClass.ToInt32Ext(s);那么，重写的新生会当作一个静态方法调用来处理
　　标识符按照如下的顺序解析:
　　1. 最近的包含的命名空间声明
　　2. 每个后继包含的命名空间声明
　　3. 包含的编译单元
　　下面是方法的从高到低的优先级：
　　1. 实例方法
　　2. 在同一个命名空间里的扩展方法
　　3. 在当前命名空间之外的扩展方法
　　为什么使用扩展方法？
　　你也许会问："为什么有了普通的静态和实例类还需要使用扩展方法呢？"其实，简单来说就是为了方便。我来举个例子吧。如果你在过去的一段时间内开发了很多函数形成了一个库。那么当某人要用这个函数库的时候，他必须要知道定义了所需的静态方法的类名。就像下面这个一样：
a = MyLibraryClass.
　　这里，IntelliSense将会弹出并且告诉你可用函数的名字，你只需要挑选你所需要的。然后键入你需要的方法名和相关参数。
a = MyLibraryClass.DesiredFunction(strName)
　　使用这种方法，你必须事先知道哪个库包含了你所要的哪个函数和它的名称，使用扩展方法就不一样了：
a = strName.
　　这里，IntelliSense将会弹出，并且显示可以使用哪些扩展方法。你只需要键入你需要的扩展方法：
a = strName.DesiredFunction()
　　这里无须给出所需的参数名来指定数据类型。
　　在对象实例中调用静态方法
　　扩展方法提供了一个新的机制用来在对象实例上调用静态方法。但和实例方法比较起来，它还是在功能上有诸多限制，因此你应该保守的使用它，主要将它哦能够在实例方法能力所不及的地方。
　　C# 3.0并不是一个正式的版本，所以它的标准也没有最后定稿。因此，这样的格式也很有可能变化。