扩展方法与实例方法与静态类[关闭]

Question

我对在 C# 中使用方法与对象进行交互的不同方式感到有些困惑，尤其是以下主要设计差异和后果：

1. 调用实例方法
2. 在 POCO 上使用静态类
3. 创建扩展方法

例子：

public class MyPoint
{
    public double x { get; set; }
    public double y { get; set; }

    public double? DistanceFrom(MyPoint p)
    {
        if (p != null)
        {
            return  Math.Sqrt(Math.Pow(this.x - p.x, 2) + Math.Pow(this.y - p.y, 2));
        }
        return null;
    }
}

如果您可以通过简单地在类定义中放置一个方法来实现所需的结果，那么为什么将 POCO 与静态辅助类或扩展方法结合使用会更好？

Answer 1

您问：“如果您可以通过在类定义中简单地放置一个方法来实现预期的结果，那么为什么将 POCO 与静态辅助类或扩展方法相结合会更好？”

答案是视情况而定，以及所讨论的方法是否与您班级的主要关注点直接相关（请参阅single responsibility principle）。

以下是一些示例，说明使用每种方法/方法可能是个好主意（使用您的代码示例作为起点）。

1.实例方法

//This all makes sense as instance methods because you're 
//encapsulating logic MyPoint is concerned with.
public class MyPoint
{
    public double x { get; set; }
    public double y { get; set; }

    public double? DistanceFrom(MyPoint p)
    {
        if (p != null)
            return  Math.Sqrt(Math.Pow(this.x - p.x, 2) + Math.Pow(this.y - p.y, 2));            
        return null;
    }
}

2.静态类方法 - 错误记录示例。

    //Your class doesn't directly concern itself with logging implmentation;
    //that's something that is better left to a separate class, perhaps
    //a "Logger" utility class with static methods that are available to your class.
    public double? DistanceFrom(MyPoint p)
    {
        try
        {
            if (p != null)
                return  Math.Sqrt(Math.Pow(this.x - p.x, 2) + Math.Pow(this.y - p.y, 2));            
            return null;
        }
        catch(Exception ex)
        {
             //**** Static helper class that can be called from other classes ****
             Logger.LogError(ex);

             //NOTE: Logger might encapsulate other logging methods like...
             //Logger.LogInformation(string s)
             //...so an extension method would be less natural, since Logger
             //doesn't relate to a specific base type that you can create an
             //extension method for.
        }
}

3.扩展方法 - XML 序列化示例。

//Maybe you want to make it so that any object can XML serialize itself
//using an easy-to-use, shared syntax.
//Your MyPoint class isn't directly concerned about XML serialization,
//so it doesn't make sense to implement this as an instance method but
//MyPoint can pick up this capability from this extension method.
public static class XmlSerialization
{
    public static string ToXml(this object valueToSerialize)
    {
        var serializer = new XmlSerializer(valueToSerialize.GetType());
        var sb = new StringBuilder();
        using (var writer = new StringWriter(sb))
            serializer.Serialize(writer, valueToSerialize);

        return sb.ToString();
    }
}

//example usage
var point = new MyPoint();
var pointXml = point.ToXml(); //<- from the extension method

经验法则是：

1. 如果方法与类的主要关注点相关，请将其放入实例方法中。
2. 如果您有一个可能对多个类有用的通用实用程序，请考虑将其放入静态类的方法中。
3. 如果您遇到类似于 2 的情况，但与单个基类型相关，或者您认为代码看起来更简洁/无需单独引用静态类，请考虑使用扩展方法。

Answer 2

实例/静态方法

可访问成员：public、protected、private（继承后无法访问）

定义：相同的类/结构/接口（可以使用partial 关键字在文件中拆分）

称为：object.Method()

在这种情况下，我的意思是静态方法是定义在它们操作的类中的方法。也就是说，它们与其他类对象一起定义。 （在您的示例代码中的 MyPoint 类中定义的静态方法。）

我们都知道（或应该知道）这些是什么以及它们的好处，除了说：

实例方法可以访问类的all private、protected 和public 成员。 static 方法也是如此。

在大多数情况下，如果您有大量的方法和/或属性要添加，或者它们显着改变对象的操作，您应该继承原始对象（如果可能）。这使您可以访问class/struct/interface 的所有public 和protected 成员。

静态助手类方法

无障碍会员：public

定义：任何类/命名空间

称为：HelperClass.Method(object)

静态辅助类方法我暗示本节所指的static 方法的实际定义不在实际类定义中。 （即类似MyPointHelpers 或类似的类，使用您的代码示例。）

Static Helper 类方法只有可以访问对象的public 成员（很像扩展方法，我在扩展方法部分之后编写了这部分）。

静态助手类和扩展方法密切相关，并且在许多情况下是相同的。因此，我将在“扩展方法”部分中将好处留给他们。

扩展方法

无障碍会员：public

定义：任何类/命名空间

称为：object.Method()

扩展方法只有可以访问对象的public 成员。尽管他们看起来是班级的成员，但他们不是。这限制了它们的用途。 （需要访问 任何 private 或 protected 成员的方法应该不是扩展。）

在我看来，扩展方法具有三个巨大的好处。

1. 假设您正在开发类A，而类A 中大约有7 个方法。您还知道您想开发一些您不会总是需要的方法，但如果您这样做的话会很方便。您可以为此使用扩展方法。这些方法将被抽象到另一个类中，如果您以后需要它们，您可以在以后包含它们（按类，感谢 C# 6.0）。不常用的方法，您知道以后要使用，但您知道自己并不总是需要。

2. 假设您正在开发程序 A，并且您正在使用来自 DLL Something.Other.C 的类，但您不拥有该类的源代码。现在，您想添加一个与类Something.Other.C 交互的方法，该方法与实例或常规静态方法有意义，但您没有源代码所以不能！输入扩展方法，您可以在其中定义一个看似是类Something.Other.C的成员，但实际上是您的代码的一部分的方法.

1234563再次。好吧，与其修改类A 的定义（因为这需要更多的工作，而且除了应用程序X 之外，您不会在任何地方使用方法Y），您可以定义一个扩展方法Y，on 类A，仅出现在应用程序X 中。现在，您的方法开销仅限于应用程序X。应用程序Z 不需要这个扩展方法。

性能

就性能而言，这将取决于方法、它们的作用以及它们的作用方式。您将受制于您正在更改的对象上的任何public 属性/方法/字段，并且需要评估其性能。 （如果调用 public Value 而不是 private value 会导致一些显着的验证开销，则实例方法更有意义，因为它可以使用 private 字段或属性。）

Answer 3

简而言之：

1. 实例方法
   • 实例属性就像名词。例如cat.Color = Color.Blue;
   • 实例方法就像动词。它们应该导致与类类型相关的操作。例如cat.Meow();
   • 这种方法在 C# 中很常见。
2. 静态方法
   • 将此视为辅助方法。
   • 静态方法通常执行与类类型相关的操作...而不是特定实例。
   • 创建类时必须定义静态方法。
   • 示例：File.Open(String, FileMode) 是一个返回 FileStream 的静态方法。这里不需要文件的实例。
3. 扩展方法
   • 将此视为辅助方法。
   • Extension 方法是事后定义的...用于您无法更改但希望可以更改的现有第三方类。
   • 例如：经常看到人们为DateTime 类编写扩展方法。
   • 关于应在何时/何地使用扩展方法的争论并不少见。

参考文献

• What's a “static method” in C#?
• File.Open

Answer 4

最大的区别是：

• 您可以为无法更改的对象定义扩展
• 实例方法可以访问私有变量，而静态方法/扩展不能

静态方法和扩展基本相同：Visual Studio 允许您调用扩展方法好像它们是一个实例方法，但最终它只是一个传递实例的静态方法.

我不了解性能，我认为您不必担心太多。如果您访问大量属性，也许实例方法会更快一些，因为当前实例已经在堆栈中（但我不确定编译器是否以这种方式工作）。

我个人会在类中添加真正属于该类行为的方法，并使用扩展方法来执行范围更广的操作，例如myClass.ConvertToOtherType()。