【转】五、谈扩展方法的理解
【转】五、谈扩展方法的理解
为什么要用扩展方法
在说什么是扩展方法之前我们先来说说为什么要用扩展方法。
首先我们定义一个 Person 类:
public class Person {/// <summary>/// 出生日期/// </summary>public DateTime BirthTime { get; set; }/// <summary>/// 死亡日期/// </summary>public DateTime? DeathTime { get; set; }//、、、、、、 }
加入这个类来自第三方的dll引用,且现在我们需要添加一个方法 GetAge 获取年龄。你可能会想到自己定一个子类继承:
public class MyPerson : Person {public int GetAge(){if (DeathTime.HasValue)return (DeathTime.Value - BirthTime).Days / 365;elsereturn (DateTime.Now - BirthTime).Days / 365;} }
是的,这样可以实现我们的需求。不过实现新增的方法就去继承真的是最合适的吗(暂且不说)? 如果上面定义的密封类呢? public sealed class Person ,这个时候是不能继承的,我们只能另想办法。
随意写个静态类:
public static class ExtensionClass {public static int GetAge(Person person){if (person.DeathTime.HasValue)return (person.DeathTime.Value - person.BirthTime).Days / 365;elsereturn (DateTime.Now - person.BirthTime).Days / 365;}
然后调用 age = ExtensionClass.GetAge(p); ,是的看似不错。可是这和我们说的扩展方法有什么关系呢?下面就是见证奇迹的时候了。
其他的任何地方都不变,唯一变化的是在参数前面加里this关键字。对,是的,仅仅如此它就变成了我们今天要讲的扩展方法。
调用如: var age = p.GetAge(); 相比上面的 age = ExtensionClass.GetAge(p); 更简单明了。
这里我们说的是在需要扩展密封类的方法时,我们可以使用到扩展方法。还有一种情况就是,在需要扩展接口的时候时候我们更加需要。比如,需要扩展IList的排序。我们要么写个扩展方法,要么是继承实现接口(会强制要求实现接口下的所有方法)。我想你心中已经有了答案选择哪种方式。
扩展方法到底是什么
我们看到上面使用的扩展方法,有没有感觉很神奇。仅仅多添加了一个this关键字就直接可以当成扩展方法使用了。那扩展方法到底是什么东东,看了上面代码好像和静态方法有着说不清道不明的关系。下面我们继续分析:
分别定义一个静态方法和一个扩展方法
public static class ExtensionClass{public static int GetAge2(Person person){if (person.DeathTime.HasValue)return (person.DeathTime.Value - person.BirthTime).Days / 365;elsereturn (DateTime.Now - person.BirthTime).Days / 365;}public static int GetAge(this Person person){if (person.DeathTime.HasValue)return (person.DeathTime.Value - person.BirthTime).Days / 365;elsereturn (DateTime.Now - person.BirthTime).Days / 365;}
分别调用:
var p = new Person() { BirthTime = DateTime.Parse("1990-07-19") }; var age = p.GetAge(); age = ExtensionClass.GetAge2(p);
编译后的IL代码:
我们看到反编译成IL之后发现两者并无不同。所以,我理解成(扩展方法本质上就是静态方法,之所以出现扩展方法是C#以另外一种形式表现静态方法而已。只有有何妙用下面会继续讲解)。且 编译后同样带上了静态类名。
扩展方法可以做些什么
- 把已有的静态方法转成扩展方法:如:
public static bool IsNullOrEmpty(this string str) {return string.IsNullOrEmpty(str); }
调用:
string str = null; var isNull = str.IsNullOrEmpty();
感觉相比期静态方法调用要优雅,更接近我们的自然语言。
- 可以编写很多的帮助类,如(以string为例):
/// <summary>/// 转DateTime /// </summary>/// <param name="str"></param>/// <returns></returns>public static DateTime? MyToDateTime(this string str){if (string.IsNullOrEmpty(str))return null;elsereturn DateTime.Parse(str);}/// <summary>/// 转double/// </summary>/// <param name="str"></param>/// <returns></returns>public static double MyToDouble(this string str){if (string.IsNullOrEmpty(str))return -1;elsereturn double.Parse(str);}/// <summary>/// 转int/// </summary>/// <param name="str"></param>/// <returns></returns>public static int MyToInt(this string str){if (string.IsNullOrEmpty(str))return -1;elsereturn int.Parse(str);}/// <summary>/// 指示指定的字符串是 null 还是 System.String.Empty 字符串。/// </summary>/// <param name="str"></param>/// <returns></returns>public static bool IsNullOrEmpty(this string str){return string.IsNullOrEmpty(str);}/// <summary>/// 如果字符串为null,则返回空字符串。(否则返回原字符串)/// </summary>/// <param name="str"></param>/// <returns></returns>public static string GetValueOrEmpty(this string str){if (str.IsNullOrEmpty())return string.Empty;return str;}
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上面所有的都只是扩展方法的附加用处,扩展方法真正的威力是为Linq服务的(主要体现于IEnumerable和IQueryable),实现链式编程。下面我们自己来实现所谓的链式编程:
初始化 Person 集合。
List<Person> persons = new List<Person>() {new Person(){ BirthTime=DateTime.Parse("1990-01-19")},new Person(){ BirthTime=DateTime.Parse("1993-04-17")},new Person(){ BirthTime=DateTime.Parse("1992-07-19"), DeathTime=DateTime.Parse("2010-08-18")},new Person(){ BirthTime=DateTime.Parse("1990-03-14")},new Person(){ BirthTime=DateTime.Parse("1991-08-15")},new Person(){ BirthTime=DateTime.Parse("1993-07-29")},new Person(){ BirthTime=DateTime.Parse("1991-06-19")} };
需求:1.查询活人。2.按出生日期排序
public static class ExtensionClass{/// <summary>/// 按条件查询/// </summary>/// <typeparam name="T"></typeparam>/// <param name="list"></param>/// <param name="func"></param>/// <returns></returns>public static IList<T> MyWhere<T>(this IList<T> list, Func<T, bool> func){List<T> newList = new List<T>();foreach (var item in list){if (func(item))newList.Add(item);}return newList;}/// <summary>/// 升序排序/// </summary>/// <typeparam name="T"></typeparam>/// <param name="list"></param>/// <param name="func"></param>/// <returns></returns>public static IList<T> MyOrderBy<T>(this IList<T> list, Func<T, DateTime> func){if (list.Count() <= 1)return list;for (int i = 0; i < list.Count(); i++){for (int j = i + 1; j < list.Count(); j++){var item1 = list[j - 1];var item2 = list[j];if ((func(item1) - func(item2)).Ticks > 0){list[j - 1] = item2;list[j] = item1;}}}return list;}/// <summary>/// 降序排序/// </summary>/// <typeparam name="T"></typeparam>/// <param name="list"></param>/// <param name="func"></param>/// <returns></returns>public static IList<T> MyOrderByDescending<T>(this IList<T> list, Func<T, DateTime> func){if (list.Count() <= 1)return list;for (int i = 0; i < list.Count(); i++){for (int j = 1; j < list.Count() - i; j++){var item1 = list[j - 1];var item2 = list[j];if ((func(item1) - func(item2)).Ticks < 0){list[j - 1] = item2;list[j] = item1;}}}return list;}}
调用:(这里仅仅为了演示,所以不要讨论实现是否合理、算法是否高效。)
var newPersons = persons.MyWhere(t => t.DeathTime == null).MyOrderByDescending(t => t.BirthTime); foreach (var item in newPersons) {Console.WriteLine(item.BirthTime); }
就是如此简单的实现了所谓的函数式编程。结果图如下:
这样一句代码搞定所有逻辑,像自然语言般的流畅。其实.net为IEnumerable实现了这样的扩展,如:
执行结构和上面一模一样。
其实扩展方法也可以当成静态方法来使用:
var p1 = ExtensionClass.MyWhere(persons, t => t.DeathTime == null);var p2 = ExtensionClass.MyOrderByDescending(p1, t => t.BirthTime);var p3 = ExtensionClass.MyOrderBy(p2, t => t.BirthTime);
(不信?继续看,有图有真相)
C#代码:
反编译C#的代码:(你是不是看到了,编译后直接就是使用的扩展方法的形式。)
反编译的IL代码:
虽然编译后的代码是一样的,但是做为程序员的我们更喜欢哪种方式呢?
总结:
我们在对扩展方法的怎么使用疑惑或者忘记了规则的时候,我们不用去查找资料说:
- 第一个参数是要扩展或者要操作的类型,这称为"被扩展的类型"
- 为了指定扩展方法,要在被扩展的类型名称前面附加this修饰符
- 要将方法作为一个扩展方法来访问,要用using指令导入扩展类型的命名空间,或者使扩展类型和调用代码在同一个命名空间中.
我们只需记住,当你不知道怎么编写或使用扩展方法时,你先把它当成静态方法编写或使用。如果可行,一般都可以转成扩展方法的形式。
全部代码:
using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Linq.Expressions; using System.Text; using System.Threading.Tasks; using System.Data.Entity.Utilities; using System.Diagnostics.CodeAnalysis; using NPOI.HSSF.UserModel; using NPOI.SS.UserModel; using System.IO;namespace test {class Program{static void Main(string[] args){/* * 1.工具类* 2.链式编程*/string str = null;var isNull = str.IsNullOrEmpty();var p = new Person() { BirthTime = DateTime.Parse("1990-07-19") };var age = p.GetAge();age = ExtensionClass.GetAge2(p);List<Person> persons = new List<Person>() {new Person(){ BirthTime=DateTime.Parse("1990-01-19")},new Person(){ BirthTime=DateTime.Parse("1993-04-17")},new Person(){ BirthTime=DateTime.Parse("1992-07-19"), DeathTime=DateTime.Parse("2010-08-18")},new Person(){ BirthTime=DateTime.Parse("1990-03-14")},new Person(){ BirthTime=DateTime.Parse("1991-08-15")},new Person(){ BirthTime=DateTime.Parse("1993-07-29")},new Person(){ BirthTime=DateTime.Parse("1991-06-19")}};var newPersons = persons.MyWhere(t => t.DeathTime == null).MyOrderByDescending(t => t.BirthTime);var p1 = ExtensionClass.MyWhere(persons, t => t.DeathTime == null);var p2 = ExtensionClass.MyOrderByDescending(p1, t => t.BirthTime);var p3 = ExtensionClass.MyOrderBy(p2, t => t.BirthTime);foreach (var item in newPersons){Console.WriteLine(item.BirthTime);}Console.ReadKey();}}public sealed class Person{/// <summary>/// 出生日期/// </summary>public DateTime BirthTime { get; set; }/// <summary>/// 死亡日期/// </summary>public DateTime? DeathTime { get; set; }}//public class MyPerson : Person//{// public int GetAge()// {// if (DeathTime.HasValue)// return (DeathTime.Value - BirthTime).Days / 365;// else// return (DateTime.Now - BirthTime).Days / 365;// }//}public static class ExtensionClass{/// <summary>/// 按条件查询/// </summary>/// <typeparam name="T"></typeparam>/// <param name="list"></param>/// <param name="func"></param>/// <returns></returns>public static IList<T> MyWhere<T>(this IList<T> list, Func<T, bool> func){List<T> newList = new List<T>();foreach (var item in list){if (func(item))newList.Add(item);}return newList;}/// <summary>/// 升序排序/// </summary>/// <typeparam name="T"></typeparam>/// <param name="list"></param>/// <param name="func"></param>/// <returns></returns>public static IList<T> MyOrderBy<T>(this IList<T> list, Func<T, DateTime> func){if (list.Count() <= 1)return list;for (int i = 0; i < list.Count(); i++){for (int j = i + 1; j < list.Count(); j++){var item1 = list[j - 1];var item2 = list[j];if ((func(item1) - func(item2)).Ticks > 0){list[j - 1] = item2;list[j] = item1;}}}return list;}/// <summary>/// 降序排序/// </summary>/// <typeparam name="T"></typeparam>/// <param name="list"></param>/// <param name="func"></param>/// <returns></returns>public static IList<T> MyOrderByDescending<T>(this IList<T> list, Func<T, DateTime> func){if (list.Count() <= 1)return list;for (int i = 0; i < list.Count(); i++){for (int j = 1; j < list.Count() - i; j++){var item1 = list[j - 1];var item2 = list[j];if ((func(item1) - func(item2)).Ticks < 0){list[j - 1] = item2;list[j] = item1;}}}return list;}public static int GetAge2(Person person){if (person.DeathTime.HasValue)return (person.DeathTime.Value - person.BirthTime).Days / 365;elsereturn (DateTime.Now - person.BirthTime).Days / 365;}public static int GetAge(this Person person){if (person.DeathTime.HasValue)return (person.DeathTime.Value - person.BirthTime).Days / 365;elsereturn (DateTime.Now - person.BirthTime).Days / 365;}public static bool IsNullOrEmpty(this string str){return string.IsNullOrEmpty(str);}} }
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本文以同步至《C#基础知识巩固系列》
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