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C# Academy · 课时

定义扩展方法

使用 this 修饰符编写静态方法。

定义扩展方法 是 CoddyKit 上的免费 C# Academy 课时。 这是第 1 节课，共 4 节。 你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。 这是 C# Academy 学习路径的一部分，你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 C# Academy 课程共包含 4 节课。

什么是扩展方法

扩展方法可以在不修改现有类型、也不创建派生类型的情况下，为其添加新方法。您可以像调用实例方法一样调用它，但它实际上是一个特殊的 static 方法。

当您不拥有某个类型（如 string 或 int）的源代码，却希望为它添加方便的新行为时，扩展方法非常适合。

三个要求

要声明扩展方法，您需要：一个静态类、一个静态方法，以及一个使用 this 关键字标记的第一个参数。this 参数指定您要扩展的类型。

using System;

public static class StringExtensions
{
    public static int WordCount(this string text)
    {
        if (string.IsNullOrWhiteSpace(text)) return 0;
        return text.Split(new[] { ' ' }, StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries).Length;
    }
}

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        string sentence = "the quick brown fox";
        Console.WriteLine(sentence.WordCount());
    }
}

像调用实例方法一样调用

虽然 WordCount 是静态的，但您可以将其调用为 sentence.WordCount()。编译器会在幕后将该调用改写为 StringExtensions.WordCount(sentence)。

using System;
using System.Linq;

public static class StringExtensions
{
    public static string Repeat(this string text, int times)
    {
        return string.Concat(Enumerable.Repeat(text, times));
    }
}

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        // These two lines do exactly the same thing
        Console.WriteLine("ab".Repeat(3));
        Console.WriteLine(StringExtensions.Repeat("ab", 3));
    }
}

this 参数接收实例

点号左侧的值会成为 this 参数。您可以在它后面添加更多参数，调用方会像平常一样传入这些参数。

using System;

public static class IntExtensions
{
    public static bool IsBetween(this int value, int low, int high)
    {
        return value >= low && value <= high;
    }
}

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        int age = 25;
        Console.WriteLine(age.IsBetween(18, 65));
        Console.WriteLine(10.IsBetween(1, 5));
    }
}

扩展您自己的类型

扩展方法不只适用于库类型。您也可以扩展自己的类，这有助于保持核心类型简洁，同时在其他位置添加辅助行为。

using System;

public class Money
{
    public decimal Amount { get; }
    public Money(decimal amount) { Amount = amount; }
}

public static class MoneyExtensions
{
    public static string ToUsd(this Money m) => "$" + m.Amount.ToString("0.00");
}

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        var price = new Money(19.5m);
        Console.WriteLine(price.ToUsd());
    }
}

扩展方法无法访问私有成员

扩展方法只是另一个类中的静态方法，因此它只能使用该类型的公共接口（如果位于同一程序集，也可以使用内部接口）。它无法访问私有字段。

using System;

public class Counter
{
    private int _count;
    public int Value => _count;
    public void Increment() => _count++;
}

public static class CounterExtensions
{
    // Can only use public members like Value and Increment
    public static bool IsZero(this Counter c) => c.Value == 0;
}

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        var c = new Counter();
        Console.WriteLine(c.IsZero());
        c.Increment();
        Console.WriteLine(c.IsZero());
    }
}

链接扩展方法

由于每个扩展方法都会返回一个值，因此您可以将它们链接成流式处理链。这种写法自上而下阅读，也是 LINQ 使用的风格。

using System;

public static class TextExtensions
{
    public static string Shout(this string s) => s.ToUpper();
    public static string Bang(this string s) => s + "!";
}

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        string result = "hello".Shout().Bang();
        Console.WriteLine(result);
    }
}

空值与扩展方法

与真正的实例调用不同，即使接收对象为 null，扩展方法也可以运行，因为在您的代码访问它之前，并不会进行解引用。这使您能够编写安全处理空值的辅助方法。

using System;

public static class StringExtensions
{
    public static bool IsBlank(this string text)
    {
        // text may be null here, and that is fine
        return string.IsNullOrWhiteSpace(text);
    }
}

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        string nothing = null;
        Console.WriteLine(nothing.IsBlank());
        Console.WriteLine("x".IsBlank());
    }
}

实例方法优先于扩展方法

如果存在签名匹配的真正实例方法，编译器总是优先使用它，而不是扩展方法。扩展方法只会填补类型尚未覆盖的功能空缺。

using System;

public static class Ext
{
    // This will be ignored because string already has ToString()
    public static string ToString(this string s, int n) => s + n;
}

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        // Resolves to the built-in instance ToString(), not the extension
        Console.WriteLine("value: " + "abc".ToString());
    }
}

实用的辅助库

将相关的扩展方法集中在一个静态类中，可以创建整洁的工具库。下面是一个您可以在项目中重复使用的小型数值辅助类。

using System;

public static class NumberExtensions
{
    public static bool IsEven(this int n) => n % 2 == 0;
    public static int Squared(this int n) => n * n;
    public static double Percent(this int n) => n / 100.0;
}

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        Console.WriteLine(4.IsEven());
        Console.WriteLine(5.Squared());
        Console.WriteLine(50.Percent());
    }
}

亲自尝试

综合运用您学到的知识：创建一个包含多个专用扩展方法的静态类，并以流畅的方式调用它们。日常使用的辅助库正是这样构建的。

using System;

public static class StringExtensions
{
    public static string Capitalize(this string s)
        => string.IsNullOrEmpty(s) ? s : char.ToUpper(s[0]) + s.Substring(1);
    public static string Surround(this string s, char c) => c + s + c;
}

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        Console.WriteLine("hello".Capitalize().Surround('*'));
    }
}

快速检查

测试您对扩展方法声明的理解。

复习

您已经了解到，扩展方法是位于 static 类中的 static 方法，其第一个参数使用 this。它使用实例语法调用，但编译后会变成普通的静态调用。

  • 三个要求：静态类、静态方法、以 this 作为第一个参数。
  • 只能访问公共成员。
  • 实例方法始终具有优先权。
  • 扩展方法可以链接，甚至可以在接收对象为 null 时运行。

常见问题解答

「定义扩展方法」课时是免费的吗？

是的 — 「定义扩展方法」的完整文本可在网页上免费阅读。要进行交互式练习（内置代码编辑器和全天候 AI 导师）并解锁 C# Academy 课程的其余内容，请升级到 CoddyKit PRO。 C# Academy 课程共包含 4 节课。

「定义扩展方法」这节课中我会学到什么？

使用 this 修饰符编写静态方法。 你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 C# Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

学习 C# Academy 需要有经验吗？

无需任何先前经验。CoddyKit 上的 C# Academy 课程适合初学者到高级学习者，你可以从这里开始或从头开始，按照自己的节奏学习。 这是第 1 节课，共 4 节。

「定义扩展方法」课时需要多长时间？

大多数 CoddyKit 课程大约需要 5–10 分钟。每节课都很精短且互动，所以你能稳步进步，并在网页和应用中从离开的地方继续。

我能在这节 C# Academy 课中编写并运行代码吗？

能。每节 C# Academy 课都包含内置代码编辑器，你可以在浏览器中直接编写并运行真实代码，并获得即时 AI 反馈 — 无需本地设置。

此课程中的所有课时

  1. 定义扩展方法
  2. 扩展接口与泛型
  3. 扩展方法解析
  4. 设计优质扩展
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