简介
在 C# 中，扩展方法是一种特殊的静态方法，可以像实例方法一样调用，但实际上是静态的。这些方法可以扩展现有类型的功能，而无需修改类型的定义。
定义扩展方法的步骤
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静态类：扩展方法必须定义在一个静态类中。
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静态方法：扩展方法本身必须是静态的。
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this参数：扩展方法的第一个参数前加上this关键字，指定要扩展的类型。
示例
扩展字符串类型
扩展
string类型，添加一个方法ToReverse来返回字符串的反转。
public static class StringExtensions
{public static string ToReverse(this string str){if (string.IsNullOrEmpty(str))return str;char[] charArray = str.ToCharArray();Array.Reverse(charArray);return new string(charArray);}
}// 使用扩展方法
class Program
{static void Main(){string text = "hello";string reversed = text.ToReverse(); // 调用扩展方法Console.WriteLine(reversed); // 输出：olleh}
}
扩展集合类型
扩展
IEnumerable<T>，添加一个方法ToFormattedString，将集合转换为逗号分隔的字符串。
public static class CollectionExtensions
{public static string ToFormattedString<T>(this IEnumerable<T> collection){return string.Join(", ", collection);}
}// 使用扩展方法
class Program
{static void Main(){var numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };string result = numbers.ToFormattedString(); // 调用扩展方法Console.WriteLine(result); // 输出：1, 2, 3, 4, 5}
}
常用场景
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扩展框架类型：为系统类型（如
string,int,DateTime）添加新方法。 -
简化代码：提供更简洁的调用方式。
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增强
LINQ功能：许多LINQ方法（如Where,Select）本质上是扩展方法。 -
代码复用：为通用操作创建工具方法，提高可读性和复用性。
注意事项
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优先级：如果实例方法和扩展方法同名，实例方法会优先调用。
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命名空间：使用扩展方法时，必须引入包含扩展方法的命名空间。
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泛型支持：扩展方法可以是泛型的，用于更加通用的操作。
扩展方法的局限性
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无法重写现有方法。
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无法添加新属性。
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不能改变类型的行为，只能提供额外的方法。
扩展方法的优势
扩展方法的优势在于代码的可读性、可维护性、和开发体验，虽然其本质与调用静态类中的静态方法类似，但扩展方法带来了显著的便利和代码语义上的改善。
- 更直观的调用方式
扩展方法可以像实例方法一样调用，符合自然语言习惯，提升代码的可读性。
// 静态方法调用：
var reversed = StringHelper.Reverse("hello");// 扩展方法调用：
var reversed = "hello".ToReverse();
- 更符合面向对象的设计理念
扩展方法的调用方式让外部操作看起来像是类的实例行为，符合面向对象编程的习惯。这样无需修改类的定义即可扩展其功能。
- 简化链式调用
扩展方法支持链式调用，简化了操作步骤，让代码更加紧凑。
// 使用扩展方法：
var result = "hello".ToReverse().ToUpper();// 使用静态方法：
var reversed = StringHelper.Reverse("hello");
var result = StringHelper.ToUpper(reversed);
- 与
LINQ紧密集成
许多
LINQ方法（如Where,Select,OrderBy）都是扩展方法，调用方式非常流畅。
// 扩展方法：
var result = numbers.Where(x => x > 10).OrderBy(x => x).ToList();// 静态方法：
var filtered = LinqHelper.Where(numbers, x => x > 10);
var ordered = LinqHelper.OrderBy(filtered, x => x);
var result = LinqHelper.ToList(ordered);
- 提高开发体验
扩展方法在调用时支持智能提示，能直接显示可用的扩展方法，让开发更高效。
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静态方法： 开发者需要记住静态类名称。
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扩展方法： 开发者只需聚焦于对象，
IDE自动提示可用的方法。
扩展方法 VS 静态方法对比
| 特性 | 扩展方法 | 静态方法 |
|---|---|---|
| 调用方式 | 像实例方法一样调用 | 类名.方法名调用 |
| 代码可读性 | 更贴近面向对象，语义清晰 | 操作看起来不属于对象行为 |
| 修改现有类型需求 | 不需要修改类型定义 | 不修改类型，但调用语法冗长 |
| 链式调用 | 支持流畅的链式调用 | 不支持链式调用 |
| 开发体验 | 自动提示可扩展方法，使用直观 | 需要记住类名和方法名 |
| 使用场景 | 添加新功能到现有类型，符合对象的语义 | 与特定上下文无关的工具类方法 |