C# 知识回顾 - 扩展方法解析
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.Core dll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<T>,Queryable大多数扩展是IQueryable<T>。
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。
public static IEnumerable<int> Range(int start, int count) {
long max = ((long)start) + count - 1;
if (count < 0 || max > Int32.MaxValue) throw Error.ArgumentOutOfRange("count");
return RangeIterator(start, count);
} static IEnumerable<int> RangeIterator(int start, int count) {
for (int i = 0; i < count; i++) yield return start + 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。
public static IEnumerable<TSource> Where<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, bool> predicate) {
if (source == null) throw Error.ArgumentNull("source");
if (predicate == null) throw Error.ArgumentNull("predicate");
if (source is Iterator<TSource>) return ((Iterator<TSource>)source).Where(predicate);
if (source is TSource[]) return new WhereArrayIterator<TSource>((TSource[])source, predicate);
if (source is List<TSource>) return new WhereListIterator<TSource>((List<TSource>)source, predicate);
return new WhereEnumerableIterator<TSource>(source, predicate);
} public WhereEnumerableIterator(IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, bool> 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:
/// <summary>
/// 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。
/// </summary>
/// <filterpriority>2</filterpriority>
public interface IQueryable : IEnumerable
{
/// <summary>
/// 获取与 <see cref="T:System.Linq.IQueryable"/> 的实例关联的表达式目录树。
/// </summary>
///
/// <returns>
/// 与 <see cref="T:System.Linq.IQueryable"/> 的此实例关联的 <see cref="T:System.Linq.Expressions.Expression"/>。
/// </returns>
Expression Expression { get; }
/// <summary>
/// 获取在执行与 <see cref="T:System.Linq.IQueryable"/> 的此实例关联的表达式目录树时返回的元素的类型。
/// </summary>
///
/// <returns>
/// 一个 <see cref="T:System.Type"/>,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。
/// </returns>
Type ElementType { get; }
/// <summary>
/// 获取与此数据源关联的查询提供程序。
/// </summary>
///
/// <returns>
/// 与此数据源关联的 <see cref="T:System.Linq.IQueryProvider"/>。
/// </returns>
IQueryProvider Provider { get; }
}
(2).Where():
public static IQueryable<TSource> Where<TSource>(this IQueryable<TSource> source, Expression<Func<TSource, bool>> predicate) {
if (source == null)
throw Error.ArgumentNull("source");
if (predicate == null)
throw Error.ArgumentNull("predicate");
return source.Provider.CreateQuery<TSource>(
Expression.Call(
null,
((MethodInfo)MethodBase.GetCurrentMethod()).MakeGenericMethod(typeof(TSource)),
new Expression[] { source.Expression, Expression.Quote(predicate) }
));
}
(3).Select():
public static IQueryable<TResult> Select<TSource,TResult>(this IQueryable<TSource> source, Expression<Func<TSource, TResult>> selector) {
if (source == null)
throw Error.ArgumentNull("source");
if (selector == null)
throw Error.ArgumentNull("selector");
return source.Provider.CreateQuery<TResult>(
Expression.Call(
null,
((MethodInfo)MethodBase.GetCurrentMethod()).MakeGenericMethod(typeof(TSource), typeof(TResult)),
new Expression[] { 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:
/// <summary>
/// 为参数验证提供有用的方法
/// </summary>
public static class ArgumentValidator
{
/// <summary>
/// 如果argumentToValidate为空,则抛出一个ArgumentNullException异常
/// </summary>
public static void ThrowIfNull(object argumentToValidate, string argumentName)
{
if (null == argumentName)
{
throw new ArgumentNullException("argumentName");
} if (null == argumentToValidate)
{
throw new ArgumentNullException(argumentName);
}
} /// <summary>
/// 如果argumentToValidate为空,则抛出一个ArgumentException异常
/// </summary>
public static void ThrowIfNullOrEmpty(string argumentToValidate, string argumentName)
{
ThrowIfNull(argumentToValidate, argumentName); if (argumentToValidate == string.Empty)
{
throw new ArgumentException(argumentName);
}
} /// <summary>
/// 如果condition为真,则抛出ArgumentException异常
/// </summary>
/// <param name="condition"></param>
/// <param name="msg"></param>
public static void ThrowIfTrue(bool condition, string msg)
{
ThrowIfNullOrEmpty(msg, "msg"); if (condition)
{
throw new ArgumentException(msg);
}
} /// <summary>
/// 如果指定目录存在该文件则抛出FileNotFoundException异常
/// </summary>
/// <param name="fileSytemObject"></param>
/// <param name="argumentName"></param>
public static void ThrowIfDoesNotExist(FileSystemInfo fileSytemObject, String argumentName)
{
ThrowIfNull(fileSytemObject, "fileSytemObject");
ThrowIfNullOrEmpty(argumentName, "argumentName"); if (!fileSytemObject.Exists)
{
throw new FileNotFoundException("'{0}' not found".Fi(fileSytemObject.FullName));
}
} public static string Fi(this string format, params object[] args)
{
return FormatInvariant(format, args);
} /// <summary>
/// 格式化字符串和使用<see cref="CultureInfo.InvariantCulture">不变的文化</see>.
/// </summary>
/// <remarks>
/// <para>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;).</para>
/// </remarks>
public static string FormatInvariant(this string format, params object[] args)
{
ThrowIfNull(format, "format"); return 0 == args.Length ? format : string.Format(CultureInfo.InvariantCulture, format, args);
} /// <summary>
/// 如果时间不为DateTimeKind.Utc,则抛出ArgumentException异常
/// </summary>
/// <param name="argumentToValidate"></param>
/// <param name="argumentName"></param>
public static void ThrowIfNotUtc(DateTime argumentToValidate, String argumentName)
{
ThrowIfNullOrEmpty(argumentName, "argumentName"); if (argumentToValidate.Kind != DateTimeKind.Utc)
{
throw new ArgumentException("You must pass an UTC DateTime value", argumentName);
}
}
}
2.枚举扩展方法:
public static class EnumExtensions
{
/// <summary>
/// 获取名字
/// </summary>
/// <param name="e"></param>
/// <returns></returns>
public static string GetName(this Enum e)
{
return Enum.GetName(e.GetType(), e);
} /// <summary>
/// 获取名字和值
/// </summary>
/// <param name="enumType">枚举</param>
/// <param name="lowerFirstLetter">是否转化为小写</param>
/// <returns></returns>
public static Dictionary<string, int> GetNamesAndValues( this Type enumType, bool lowerFirstLetter)
{
//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
var names = Enum.GetNames(enumType);
//获取枚举值数组
var values = Enum.GetValues(enumType); var d = new Dictionary<string, int>(names.Length); for (var i = 0; i < names.Length; i++)
{
var name = lowerFirstLetter ? names[i].LowerFirstLetter() : names[i];
d[name] = Convert.ToInt32(values.GetValue(i));
} return d;
} /// <summary>
/// 转换为小写
/// </summary>
/// <param name="s"></param>
/// <returns></returns>
public static string LowerFirstLetter(this string s)
{
ArgumentValidator.ThrowIfNull(s, "s"); return char.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。
C# 知识回顾 - 扩展方法解析的更多相关文章
- C#的扩展方法解析
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 ...
- C# 知识回顾 - 匿名方法
C# 基础回顾 - 匿名方法 目录 简介 匿名方法的参数使用范围 委托示例 简介 在 C# 2.0 之前的版本中,我们创建委托的唯一形式 -- 命名方法. 而 C# 2.0 -- 引进了匿名方法,在 ...
- C#基础知识之扩展方法
扩展方法需要满足的条件: 1.扩展方法必须定义在静态类里. 2.扩展方法必须是静态方法. 3.扩展方法的第一个参数以this修饰符为前缀. 4.扩展方法必须在使用它的类的扩展方法内,否则必须显示的us ...
- C#_扩展方法
这里我先引用一个实例,需求是这样:我们要将一个字符串中的字幕大小写变换,即大写变小写,小写变大写. 通常,我们首先会考虑在当前类中写一个方法,将字符串传进去,然后返回变换后的字符串.这样写当然不会错, ...
- java基础知识回顾之---java String final类普通方法
辞职了,最近一段时间在找工作,把在大二的时候学习java基础知识回顾下,拿出来跟大家分享,如果有问题,欢迎大家的指正. /* * 按照面向对象的思想对字符串进行功能分类. * ...
- python爬虫主要就是五个模块:爬虫启动入口模块,URL管理器存放已经爬虫的URL和待爬虫URL列表,html下载器,html解析器,html输出器 同时可以掌握到urllib2的使用、bs4(BeautifulSoup)页面解析器、re正则表达式、urlparse、python基础知识回顾(set集合操作)等相关内容。
本次python爬虫百步百科,里面详细分析了爬虫的步骤,对每一步代码都有详细的注释说明,可通过本案例掌握python爬虫的特点: 1.爬虫调度入口(crawler_main.py) # coding: ...
- jQuery对象扩展方法(Extend)深度解析
1.这几天在写自己的Js工具类库,所以在编写对象扩展方法,参考了jQuery的对象扩展方法,在编写该方法前,需要掌握js深拷贝和浅拷贝的相关知识,下面是jQuery3.2.1版本对象扩展方法的源码: ...
- C# 零散知识 扩展方法 类型约束
今天看到这么一段代码,我看下面调用了NotifyPropertyChanged定义了两个参数,但是调用的时候只写了一个参数.后来查了下,原来这个是扩展方法的用法, 就是说给T扩展了一个方法Notify ...
- jquery源码解析:jQuery扩展方法extend的详解
jQuery中要扩展方法或者属性都是通过extend方法实现的.所谓的jQuery插件也是通过extend方法实现的. jQuery.extend扩展的是工具方法,也就是静态方法.jQuery.fn. ...
随机推荐
- Linux命令集锦
梳理常用的Linux命令 day1--cd命令 cd命令:(注意以下的命令,cd后均有一个空格) 1.进入盘符: cd f: 2.进入当前目录命令: cd . 3.进入指定文件夹(在进入确定盘符之后, ...
- Python 爬虫 (五)
# 头条街拍图片爬取 1 import re import requests from urllib import request import json import os i = 0 header ...
- canvas画的文字在安卓移动设备上可以显示,但是在ios移动设备上无法显示
不用担心iOS Safari不支持canvas,查看https://caniuse.com/ 发现是支持的 ctx.font = "0.16rem Arial"; 为了适配移动端直 ...
- Windows下MySQL多实例运行(转)
关键字:Windows下MySQL多实例运行 阅读前注意事项: 1.有的版本的data目录不直接放在mysql安装目录下,有可能在:C:\ProgramData\MySQL\MySQL Server ...
- 深圳Uber优步司机奖励政策(12月28日到1月3日)
滴快车单单2.5倍,注册地址:http://www.udache.com/ 如何注册Uber司机(全国版最新最详细注册流程)/月入2万/不用抢单:http://www.cnblogs.com/mfry ...
- 使用union
QUERY: explain extended ) TRACE: { "steps": [ { "join_preparation": { "sele ...
- VIN码识别,车架号识别,OCR扫描工具
近年二手车交易市场火爆,对二手车估值需要了详细解二手车的历史状况,车架号(VIN码)是车辆唯一的身份标识,也是了解二手车车况的入口,车商和二手车平台会频繁的进行车况查询,VIN码扫描识别技术给车辆估值 ...
- OSG-获取OSG的源代码和第三方库并编译
获取OSG的源代码有很多方式. 这里说下其中的两个地方,第一就是中国的OSG网站http://www.osgchina.org/,这个网站目前应该是由中国西安恒歌科技维护,同时,西安恒歌科技也是一家已 ...
- leetcode-组合总数IV(动态规划)
377. 组合总和 Ⅳ 给定一个由正整数组成且不存在重复数字的数组,找出和为给定目标正整数的组合的个数. 示例: nums = [1, 2, 3] target = 4 所有可能的组合为: (1, ...
- 【CSV数据文件】
文件参数化设置方法