LINQ自學筆記-打地基-擴充方法

2012-11-19

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2013-07-08

LINQ自學筆記-打地基-擴充方法

因為參加 ITHome 的鐵人賽，所以整理了自己學習 LINQ 時的資料，變成自學筆記系列，歡迎指教。這系列的分享，會以 C# + 我比較熟的 Net 3.5 環境為主。

另外本系列預計至少會切成【打地基】和【語法應用】兩大部分做分享。打地基的部分，講的是 LINQ 的組成元素，這部分幾乎和 LINQ 無關，反而是 C# 2.0、C# 3.0 的一堆語言特性，例如：型別推斷、擴充方法、泛型、委派等等，不過都會把分享的範圍限制在和 LINQ 應用有直接相關功能。

PS. LINQ 自學筆記幾乎所有範例，都可直接複製到 LINQPad 4 上執行。因為它輕巧好用，功能強大，寫範例很方便，請大家自行到以下網址下載最新的 LINQPad：http://www.LINQpad.net/。

---------------本文開始------------------

擴充方法（Extension Method）是指對已存在的型別增加【新方法成員】之技術，這技術是 LINQ 的核心元素！本系列第一篇認識 LINQ 時就有帶到呂高旭老師對於 LINQ 定義，便有說明此重點：

LINQ 是一系列的擴充方法，讓開發人員可以藉由統一的資料存取模型，以相同的模式存取各種不同型態的資料來源。

由此可知擴充方法在 LINQ 的重要性。請注意，雖然 C# 和 VB 都支援擴充方法，但是撰寫方式差異有點大，例如：對 string 型別增加一個 RemoveAEIOU 的擴充方法，C# 是這樣寫：

public static class ExtensionString 
{ 
    public static string RemoveAEIOU(this string s) 
    { 
        string[] ary =  s.Split(new char[] {'A', 'a', 'E', 'e', 
                                            'I', 'i', 'O' ,'o', 
                                            'U', 'u'}, 
                                StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries); 
        return string.Join("", ary); 
    } 
}

void Main() 
{ 
    string val = "This is beautiful world."; 
    Console.WriteLine(val.RemoveAEIOU()); 
} 
//輸出：Ths s btfl wrld.

VB 的寫法如下（因為必須使用模組，LINQPad 我找不出方式，所以下面程式碼是 VS 的版本）：

Imports System.Runtime.CompilerServices

Module Module1
    Sub Main() 
        Dim val As String = "This is beautiful world." 
        Console.WriteLine(val.RemoveAEIOU()) 
    End Sub

    <Extension()> _ 
    Public Function RemoveAEIOU(ByVal s As String) As String 
        Dim ary() As String = s.Split(New String() {"A", "a", "E", "e", _ 
                                                   "I", "i", "O", "o", _ 
                                                   "U", "u"}, _ 
                                StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries) 
        Return String.Join("", ary) 
    End Function
End Module

看起來就大有不同對吧，我們看一下撰寫的規定：

C#：

1. 擴充方法必須是撰寫在靜態類別中的靜態方法。

2. 擴充方法的第一個參數必須用 this 關鍵字修飾，表示此方法所要依附的型別。

3. 擴充方法不可以定義在巢狀類別或泛型類別中。

VB：

1. 擴充方法必須撰寫在模組（Module）中。

2. 擴充方法必須透過擴充屬性 <Extension()> 標記。（使用此擴充屬性必須匯入 System.Runtime.CompilerServices）

3. 擴充方法的第一個參數就表示此方法所要依附的型別。

很明顯，兩種語言撰寫擴充方法還真是大不同！

擴充方法講完了嗎？如果是如何撰寫，那已經講完了，可是有幾個問題，是我學習的時候曾有的疑問，也分享給大家。

首先就是我要怎麼辨識型別內建的方法和擴充方法？很簡單，透過 IntelliSense 的圖示和說明可以看到：

001404

兩個地方看的出來，第一個是方法的圖示從飛過來的方塊變成方塊右邊有向下的箭頭；第二個是方法的說明，一開始就寫了 (擴充方法) 囉。

第二個問題：能不能擴充我們自己撰寫的類別？

答案是可以，只要此擴充方法的靜態類別認識這個類別即可！下述 LINQPad – C# Program 模式的範例，就表達了這件事：

void Main() 
{ 
    Person p = new Person { Name = "Leo, Taiwan" }; 
    Console.WriteLine(p.GetName()); 
}

public class Person 
{ 
    public string Name { get; set; } 
}

public static class ExtensionMethod 
{ 
    public static string GetName(this Person p) 
    { 
        return p.Name; 
    } 
}

LINQPad 的 Program 模式，會把 void Main 獨立一個類別，Main 以外的就是同一個命名空間下其他類別，因為 Person 是 public 而且又在同一命名空間下，故擴充方法之靜態類別 ExtensionMethod 認得 Person。

再來個問題：如果擴充方法的名稱和傳入參數型別、數量都相同，可不可以？（也就是和現在型別的成員方法簽章完全一樣）

答案是，可以，編譯不會出錯，但是執行時期，系統會優先呼叫型別本身的成員方法，而不會直接取用擴充方法。換言之，如果擴充方法的簽章與型別中定義的方法相同，擴充方法一定不會被調用。

好了，大概要告一段落，但是我還想講講更深入一點，而且我覺得挺有趣的事，所以再給我一點版面囉！

物件的方法成員，其實有分兩種型態，一種叫靜態方法（static method），也就是有加 static 的方法，一種叫執行個體方法（instance method），兩種方法的叫用方式不一樣。

靜態方法，不須執行物件的建構式，必須透過類別名稱調用；執行個體方法，物件必須已被建立出執行個體才可呼叫。事實上，這兩種成員方法的呼叫方式是不能混用的，例如：string.Format()、string.Join() 就是靜態方法，而 "Leo".Split()、"Leo".ToUpper() 就是執行個體方法，我們不能用 "Leo".Format() 調用靜態方法，也不能用 string.ToUpper() 調用執行個體方法。

2013/7/8 修正下述內容，感謝 FrankWu 的回覆：

~~但是，擴充方法是個例外！擴充方法是靜態方法，但是卻必須透過執行個體方法的調用方式喔。這點特別聲明其實是因為~~我曾經在某本書上看到這樣的說法：「擴充方法可以像執行個體方法一樣通過一個執行個體被調用，也可以像靜態方法那樣通過類別名稱來調用」。~~但實際上應該只有前面的說法成立，後者其實是錯誤說法。我們也可以用 IDE 的 IntelliSense 和編譯的錯誤發現這件事喔：~~

我之前誤解了這句話的意思，以為這裡所指的靜態方法調用，是以【擴充標的類別】來調用，其實這是大大的誤解。舉例來說，這次範例的 RemoveAEIOU 擴充方法，是擴充 string 類別，但是我先前以為，書中所指的靜態方法調用是 string.RemoveAEIOU()，結果就誤會大了：

001913

~~用執行個體方法呼叫（第4行），就正確，但是透過靜態方法呼叫擴充方法（第5行）就會發生編譯錯誤。~~

其實正確的靜態方法調用之寫法應該是：

ExtensionString.RemoveAEIOU(val)

執行結果請見下圖：

擴充方法就講到這裡了，謝謝收看。

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沒什麼特別的~
不過是一些筆記而已

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