使用 C# 中的扩展方法构建流畅的代码

扩展方法是现代 .NET 不可或缺的一部分，也是 .NET 一些优秀功能（例如 LINQ）的一部分。然而，许多开发人员对扩展方法望而却步，不了解其底层机制，也不知道如何构建新的扩展方法。在本文中，我将尝试揭开扩展方法的神秘面纱，并演示如何使用它们构建优雅流畅的代码。

基础知识：静态方法

为了讨论扩展方法，我们必须首先讨论静态方法。

静态方法只是用static关键字声明的方法。这告诉 .NET 该方法不是基于特定实例运行，而是附加到整个类中。由于这些方法是静态的，因此它们无法访问任何特定实例的状态，除非将其作为参数传递给方法（稍后会详细介绍）。

该Integer.Parse方法是一种相当著名的静态方法String.IsNullOrEmpty。

在本文中，我们将构建一种获取书籍信息的方法，因此让我们创建一个构建书籍列表的静态方法。

现在，为了获取我们的书籍，我们只需执行以下操作：

var books = Books.GetBooks();

使用起来非常简单。

扩展方法

接下来让我们将注意力转向扩展方法。

简而言之，扩展方法是特殊声明的静态方法，编译器允许您在与其签名匹配的对象上调用这些方法。

让我告诉你我的意思。

假设我们有以下静态方法：

在这里我们可以获取任何Book实例并将其传递给Books.IsBoring并获得布尔响应。

让我们将其改为扩展方法。

由于扩展方法只能在静态类（无法实例化且只有静态成员的类）中声明，因此我们需要static在类中添加关键字。

现在，我们通过将关键字添加到第一个参数来将我们的IsBoring方法声明为扩展方法，如下所示：this

该this关键字告诉 .NET 这是IsBoring一种扩展方法，可以通过类似的静态方法语法Books.IsBoring(someBook)或类似的扩展方法语法进行调用someBook.IsBoring()。

注意，this扩展方法语法中的关键字只能用于第一个参数，即该方法扩展的类型或接口。

扩展方法是语法糖，可以让编译器将扩​​展方法样式调用替换为静态方法调用。

然而，最终结果是，扩展方法让你看起来像是把新功能添加到了其他类或接口上。这是它们的主要优势，因为扩展方法允许你简化调用语法，但代价是让普通读者难以理解方法的确切声明位置。

现在我们知道了什么是扩展方法，让我们看看如何使用它们来构建流畅的语法或特定领域的语言。

将扩展方法链接在一起

假设您要创建一本书，并且需要执行一系列操作才能创建一本有效的书。如果您想提供一个相当灵活且可读的 API，可以使用扩展方法来创建一个微型领域特定语言 (DSL)。

在这个例子中，我们的最终目标是创建一个根据我们配置的值定制的书籍对象。

让我们首先关注最终结果：

那里发生了很多事情，但可能没有你想象的那么多。

让我们从Books.CreateBook调用开始。这是一个静态方法调用，它接受一个表示书名的字符串作为参数，并返回一个神秘的对象。

我们将该对象称为 aBookBuilder并假设它看起来像这样：

好的，现在这可能更有意义了。这意味着我们的CreateBook静态方法应该如下所示：

接下来，我们的示例中调用了WrittenBy。嗯，这个BookBuilder类并没有定义该方法。在普通的应用程序中，我们可能只会将该方法添加到BookBuilder，但这不允许我们在这里使用扩展方法，所以让我们假装这个BookBuilder类是由一些我们无法控制且无法修改的代码定义的。

我们将WrittenBy通过添加扩展方法来处理该方法：

这是一个非常简单的方法，但这里有一些关键的事情。

BookBuilder首先，由于this参数签名中的关键字，该方法充当实例上的扩展方法。

其次，该方法仅使用指定的一个参数进行调用（例如WrittenBy("Michael Crichton")，因为第一个参数是根据BookBuilder您调用扩展方法推断出来的。

第三，我们返回与之前返回的相同的构建器实例。返回此参数完全是为了支持流畅的语法（就像我们在前面的示例中看到的那样），并允许在先前扩展方法的返回结果上调用扩展方法。

最终的静态类可能看起来像这样：

这可能看起来不是您见过的最漂亮的代码，但它可以创建的语法类型却非常强大和美观。

让我们谈谈 LINQ

为了支持.NET Framework 3.5 中的语言集成查询( LINQ ) ，扩展方法被明确添加到 C# 语言中。

就开发人员生产力而言，LINQ 是我最喜欢的 C# 功能之一，如果没有扩展方法，这一切都不可能实现。

LINQ 可以让你执行以下操作：

也许这是一个有点傻的例子，但这一切都是通过使用扩展方法来接受IEnumerable<T>或IQueryable<T>使用各种Func签名来过滤、排序或转换集合来实现的。

换句话说，如果你真的想，你可以使用扩展方法，用几乎完全相同的语法编写自己的 LINQ 版本。请不要这样做——微软已经做得很好了——但扩展方法的功能允许你这样做。

结束语

希望这可以揭开扩展方法、LINQ 和静态与实例方法背后的一些魔力。

我确信扩展方法（以及 LINQ 扩展）是 .NET 技术提高生产力的关键因素之一，与基类库、公共语言运行时、Visual Studio 和泛型等并列。

虽然您可能不会创建甚至不会考虑扩展方法，但它们为我们在现代 .NET 中所做的很多工作提供支持，并且它们提供的灵活性可以成为一种很好的工具。

使用 C# 中的扩展方法构建流畅代码一文首先出现在Kill All Defects上。