.NET 扩展方法 （一）

我还记得刚刚学编程的时候，老师经常会提到一句话：注意空指针。所以经常在某些“入口”位置，进行代码校验，空指针的判断就是其中的一项工作。

string类型作为常用的数据类型，它在项目中出现的机率极高，所以往往会有如下的代码片段：

            // str 是 string 类型
            if (str == null || str == string.Empty)
            {
                // ... 其他操作
                return;
            }

每次都写两个双等号判断，着实有点烦人，让人苦恼不已。在接下来的一段时间内有幸发现了一种新的写法：

            // str 是 string 类型
            if (string.IsNullOrEmpty(str))
            {
                // ... 其他操作
                return;
            }

可是有些地方还要判断是否为空格...

            // str 是 string 类型
            if (String.IsNullOrEmpty(str) || str.Trim().Length == 0)
            {
                // ... 其他操作
                return;
            }

代码长度又变长了...慢着，别急，.NET 4.0来了...

            // str 是 string 类型
            if (String.IsNullOrWhiteSpace(str))
            {
                // ... 其他操作
                return;
            }

该方法很强大，不仅可以判断空格，而且可以判断制表符 '\t' 等空白字符。

可是... 可是... 我还是觉得不舒服，如果能实现下面的效果该多好呢。

            string str = null;

            bool result = str.IsEmpty();

            Console.WriteLine(result); // 正常编译通过，正常运行不发生异常，并且输出 True

假设，我们已经通过某些手段使string对象拥有IsEmpty方法：

如果IsEmpty是实例化方法，str对象为null，此时调用方法必定会引发空指针异常。

如果IsEmpty是静态方法，按照语法规则，对象是无法调用静态方法的。

所以，这条路好像行不通啊，怎么办呢？——让扩展方法来解决吧。

C#编程指南——扩展方法，给出的说明：扩展方法使你能够向现有类型“添加”方法，而无需创建新的派生类型、重新编译或以其他方式修改原始类型。

扩展方法是一种特殊的静态方法，但可以像扩展类型上的实例方法一样进行调用。

看样子扩展方法很强大啊，那我们该如何实现和调用自定义的扩展方法呢？

1、因为扩展方法是向现有类型“添加”方法，所以必须有一个类型，这里就是我们想要添加方法的string类型了。

2、扩展方法也是方法，方法总是需要“载体”的，所以我们需要一个类。对该类的要求有且仅有两点：

1）是顶级非泛型静态类，2）是对于客户代码而言要有足够的访问权限。

3、对于扩展方法的要求有四点，除了是静态方法和对于客户代码而言拥有足够的访问权限之外，还要求：

1）扩展方法的第一个参数必须是将要扩展的类型，这里就是string类型了。2）有且仅有第一个参数必须以this修饰符开头。

4、写完扩展方法，引入相应的命名空间(如果需要)，根据VS的智能敏感提示，然后写代码调用即可。

Demo:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace MethodDemo
{
    public static class StringExtentsion
    {
        public static bool IsEmpty(this string str)
        {
            return string.IsNullOrWhiteSpace(str);
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            string[] arr = new string[] { null, string.Empty, " ", "  \t  ", "   \r\n   " };

            foreach (string str in arr)
            {
                bool result = str.IsEmpty();

                Console.WriteLine(result); // 编译通过，运行无异常，并且全部输出True
            }

            Console.Read();
        }
    }
}

　　

让我们仔细看一下这个demo吧，哇塞，对象竟然可以调用静态方法了，这完全打破了以往的语法规则啊。是这样吗？让我们以怀疑的心态一探究竟。

我们利用 VS自带的IL反汇编程序，反编译一下，看一看MSIL代码。StringExtentsion类的IsEmpty方法签名如下：

.method public hidebysig static bool  IsEmpty(string str) cil managed
{
}

我们可以从中找到熟悉的影子 public static bool IsEmpty(string str){},它和一个标准的静态方法无异，this 修饰符在这时候已经 “消失” 了。

　再看一下客户代码吧：

  IL_003b:  call       bool MethodDemo.StringExtentsion::IsEmpty(string)

　即便你看不懂MSIL代码，我想你也有可能推测出正确结果——没错，我们被编译器“欺骗”了，以下两种写法是等效的：

     result = str.IsEmpty();

     result = StringExtentsion.IsEmpty(str); // 此时 扩展方法中的this修饰符是可有可无的

　　

看到这里，对扩展方法已经有了一个大概了解，我们再回头看一下 C#编程指南——扩展方法，中给出的一句说明：

扩展方法使你能够向现有类型“添加”方法，而无需创建新的派生类型、重新编译或以其他方式修改原始类型。扩展方法是一

种特殊的静态方法，但可以像扩展类型上的实例方法一样进行调用。

1、在这里“添加”两个字被加了双引号，故名其意不是真正的添加，扩展方法还存在于其定义的静态类中，编译后的方法签名和标准的静态方法无差异，

this修饰符、在这时候已经消失了。

2、扩展方法是一种特殊的静态方法，其特殊在于其语法规则可保证编译器可以将“扩展类型的对象调用静态方法(扩展方法)”这种语法表象 编译通过。

　　可以想象一下，编译器在编译的时候，它要查找当前代码文件域所引入的命名空间下的所有扩展方法、其工作量是很大的（更多参见:ExtensionAttribute）。

后记：

1、这次举的这个例子很特殊，能将扩展方法的绝对威力展示出来：

1）string是.NET 类库中的类，我们不能修改string类吧。

2）string是密封类，不能继承。

3）避免空指针异常，按语法规则最便捷的方式就是通过静态方法的参数去解决，就像 string.IsNullOrWhiteSpace 方法一样，

可是想得到的形式却是对象调用实例方法。

2、如果给object添加一个扩展方法会出现什么效果呢？(未完待续...)