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在C#3.0中,引入了一些列新的特性,比如: Implicitly typed local variable, Extension method,Lambda expression, Object initializer, Anonymous type, Implicitly typed array, Query expression, Expression tree。个人觉得在这一系列新特性的,最具创新意义的还是Extension method,它从根本上解决了这样的问题:在保持现有Type原封不动的情况下对其进行扩展,你可以在对Type的定义不做任何变动的情况下,为之添加所需的方法成员。在这篇文章中,我将介绍我自己对Extension method这个新特性的理解。
一、Prototype in JavaScript 为了说明Extension method到底是为了解决怎样的问题,我首先给出一个类似的、大家都比较熟悉的应用:JavaScript 中的Prototype。
比如我们在JS通过function定义了一个Vector class,代表一个2维向量。
function Vector (x,y) { this.x = x; this.y = y; } |
现在我们需要在不改变Vector定义的前提下,为之添加相关的进行向量运算的Method。比如我们现在需要添加一个进行两个向量相加运算的adds方法。在JS中,我们很容易通过Prototype实现这一功能:
Vector.prototype.adds = function(v) { if(v instanceof Vector) { return new Vector(this.x+v.x, this.y + v.y); } else { alert("Invalid Vector object!"); } } |
那么,通过添加上面的一段代码,我们完全可以把adds方法作为Vector的一个方法成员。现在我们可以这样的方式来写代码:
var v = new Vector (1,2); v= v.adds(v); alert("x = " +v.x + ", y = "+v.y); |
Extension Method之于C# 3.0就如同Prototype之于JavaScript。
二、如何在C# 2.0中解决Type的扩展性 我们一个完全一样的问题从弱类型、解释型的编程语言JavaScript迁移到C#这种强类型、编译型的语言上来。我们先看看在不能借助Extension Method这一新特性的C# 2.0中,我们是如何解决这一问题。
我们先来看看如何对一个Interface进行扩张。假设我们有如下的一个IVector interface的定义:
public interface IVector { double X { get; set; } double Y { get; set; } } |
我们希望的是如何对这个Interface进行扩展,为之添加一个Adds Method执行向量相加的运算。我们唯一的解决方案就是直接在这个Interface中添加一个Adds成员:
public interface IVector { double X { get; set; } double Y { get; set; } IVector Adds(IVector vector); } |
由于Interface和实现它的Type的紧密联系:所以实现了某个Interface的Type必须实现该Interface的所有方法。所以,我们添加了Adds Method,将导致所有实现它的Type的重新定义和编译,在很多情况下,这种代价我们是负担不起的:比如在系统的后期维护阶段,对系统的进行局部和全部的重新编译,将很有可以导致一个正常运行的系统崩溃。Interface的这种局限性在面向抽象设计和编程中应该得到充分的考虑,这也是我们在很多情况下宁愿使用Abstract Class的一个主要原因。
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