C#之拓展方法的本质

扩展方法可以使对象增加额外的“看似是成员”的方法。

普通的实例类型定义：

public class InstanceClass
{
    public int a = 3;
    public void instanceMethod()
    {
        this.a = 122;
    }
}

扩展方法的定义：

public static class InstanceClassExt
{
    public static void Ext(this InstanceClass _this)
    {
        _this.a = 5;
    }
}

分别对成员实例方法和扩展方法进行调用，可以看出，扩展方法可以为类型新增“实例方法”，像普通的实例方法一样调用。

InstanceClass i = new InstanceClass();
i.instanceMethod();
i.Ext();

扩展方法是C#中的语法糖，如果去掉扩展方法的this，就会现出原形，可以这么写

InstanceClass i = new InstanceClass();
i.instanceMethod(); 
InstanceClassExt.Ext(i);

 

接下来看看IL部分：

.entrypoint主入口

.method private hidebysig static void Main (string[] args) cil managed 
{
	.maxstack 1
	.entrypoint
	.locals init (
		[0] class ConsoleApp1.InstanceClass i
	)
	IL_0001: newobj    instance void ConsoleApp1.InstanceClass::.ctor()
	IL_0006: stloc.0
	
	IL_0007: ldloc.0
	IL_0008: callvirt  instance void ConsoleApp1.InstanceClass::instanceMethod()
	IL_000E: ldloc.0
	IL_000F: call      void ConsoleApp1.InstanceClassExt::Ext(class ConsoleApp1.InstanceClass)
	IL_0015: ret
}

以下中括号中的数字代表IL指令行号，如[01,06]指的是代码中的IL_0001和IL_0006行

[01,06]在实例化InstanceClass类型后，把该对象存到了局部变量0。

[07,08]首先把局部变量0压入了计算堆栈，使用了callvirt调用了成员实例方法instanceMethod

[0E,0F]然后再把局部变量0压入计算堆栈，使用call来调用扩展静态方法Ext

在这可以看出成员实例方法和静态扩展方法的调用方式是不一样的，因为callvirt是后期绑定的运行时类型调用，所以实例方法的性能可能会比静态扩展方法低。

两种调用之前都压入了一个对象到计算堆栈上，也就是方法中的形参，也就是说，实例方法和静态扩展方法的形参表至少有一个形参。

虽然在实例成员方法中没有声明任何形参，但是代码中还是使用了ldarg.0（LoadArgument 0）加载第一个形参，也就是隐藏参数this。

.method public hidebysig 
	instance void instanceMethod () cil managed 
{
	.maxstack 8
	IL_0001: ldarg.0
	IL_0002: ldc.i4.s  122
	IL_0004: stfld     int32 ConsoleApp1.InstanceClass::a

	IL_0009: ret
}

而静态的扩展方法则是通过显式声明的对象变量，来对对象进行操作，并未在类型的域内，无法使用private和protected等受保护的成员。

另外，C#编译器还会给该方法添加一个System.Runtime.CompilerServices.ExtensionAttribute的特性

.method public hidebysig static void Ext (class ConsoleApp1.InstanceClass _this) cil managed 
{
	.custom instance void [mscorlib]System.Runtime.CompilerServices.ExtensionAttribute::.ctor() = (
		01 00 00 00
	)
	.maxstack 8

	IL_0001: ldarg.0
	IL_0002: ldc.i4.5
	IL_0003: stfld     int32 ConsoleApp1.InstanceClass::a

	IL_0008: ret
}

 

扩展方法与实例成员方法的区别：

• 实例成员方法可以使用类型内其他私有成员，而扩展方法不可以。
• 在IL层的实例方法与静态方法的调用方式不一样，性能可能会有差距。

扩展方法与静态方法的关系：

• 编译后并没有扩展方法的说法，只是增加了System.Runtime.CompilerServices.ExtensionAttribute属性，除此之外就是个普通静态方法。

 

在这里可以使用扩展方法来为MethodInfo添加判断一个方法是否为扩展方法的方法

public static class MethodExtension
{
    public static bool IsExtension(this System.Reflection.MethodInfo _this)
    {
        return Attribute.IsDefined(_this, typeof(System.Runtime.CompilerServices.ExtensionAttribute));
    }
}

 

最后：

C#糖真甜