Методы расширений

Если вы находитесь на стадии обучения языку C# - данная статья как раз для вас! Она расскажет вам о том, как использовать одну из синтаксических фич языка - методы расширений.

Итак, для чего нужны методы расширений?
Что, ж, я рассмотрю использование подобной конструкции на конкретном примере, правда не самом правильном - этот пример выбран специально и устроен так, чтобы не задевать другие темы программирования и не мешать в голове понятия.

Пример

Так случилось, что в вашем проекте постоянно приходится доставать последний элемент из массивов типа int.
Чтобы доставать последний элемент массива array вам приходится каждый раз писать код на подобии следующего:

var last = 0;
if (array != null && array.Count != 0) 
    last = array[array.Length - 1];

В результате в переменной last хранится либо последний элемент массива, либо, если массив оказался пустым - хранится 0, как значение по умолчанию.
Вы долго и муторно вбиваете этот код при каждом использовании, пока однажды к вам в голову не приходит идея - "а почему бы мне не выделить написанное в отдельный метод"?
И вы создаете метод на подобии вот такого:

public static class IntArrayUtils 
{
    public static int GetLast(int[] array) 
    {
        var last = 0;
        if (array != null && array.Length != 0)
             last = array[array.Length - 1];
        return last;
    }
}

Который вызывается в коде вот так:

var last = IntArrayUtils.GetLast(array);

Согласитесь, уже короче? Но чего -то не хватает. Может, красоты?
Вот тут мы и подошли к методам расширений. Согласитесь, что вот так было бы лучше:

var last = array.GetLast();

Нам бы не пришлось указывать странный метод IntArrayUtils и данный метод выглядел бы в точь-в-точь как родной метод у int[], который, к сожалению мы добавить не можем.

Решение

Что же нужно изменить чтобы достичь такого результата? Все очень просто, к существующему методу мы добавим всего одно слово this перед первым параметром:

public static class IntArrayUtils 
{
    public static int GetLast(this int[] array) 
    {
        var last = 0;
        if (array != null && array.Length != 0)
             last = array[array.Length - 1];
        return last;
    }
}

В результате все экземпляры int[] в нашем коде обзавелись дополнительным методом GetLast().
Ваш код после такой простой манипуляции может вызываться двумя разными способами, которые я уже указывал выше.
Как стандартным, через статический класс:

var last = IntArrayUtils.GetLast(array);

Так и через экземпляр:

var last = array.GetLast();

Заметки

Немного тонкостей о методах расширений:

• Метод расширения обязан быть частью static класса
• Несмотря на то, что метод выглядит как метод экземпляра, он является статичным и при компиляции подменяется. Это обязывает вас делать проверку на null, чтобы не допустить ошибок.
• Метод может иметь собственные Generic типы, как и любой другой метод. Это позволит вам сделать код более универсальным.
• Увы, вы не сможете расширить этим статические классы, например добавить новый статический метод в класс Math. Только экземпляры, только хардкор.

Примеры использования

Несмотря на все удобство, методы расширений не стоит применять без повода - чрезмерная перенасыщенность ваших классов может плохо сказываться на читаемости и поддерживании вашего кода. Потому настоятельно советую использовать данный "сахар" с умом.

Код желательно обустраивать так, чтобы его было легко читать. Например:

text.SaveAsFile(file);

Среди стандартных библиотек данный способ используется для всех методов у массивов и перечислителей - методы ForEach, Select, Any, Where, Contains и так далее.
Очевидно, что подобное решение отлично подходит для случаев, в которые просто так метод не добавишь, либо этот метод весьма специфичен и требует возможностей static классов. Например, к таким относится удаление объекта, где обычный метод экземпляра не может обнулить экземпляр, через this = null потому что сам является его частью.

Несмотря на плюсы, не стоит использовать методы расширений если:

• Ваш метод лучше укладывается в отдельном классе с другими тематичными методами и ситуация использования крайне специфична или просто редка для этого типа в целом.
• Ваш метод перекликается с названием существующих методов и порождает путаницу.
• Ваш метод выглядит читабельней, не используя данного синтаксиса.

Общепринято складывать методы расширений в отдельный класс (без обычных статических методов) и дописывать данному классу слово Extensions. Например, класс, содержащий методы расширений для типа List обычно называют ExtensionsList или ListExtensions. Это не обязывает вас делать тоже самое, но насколько я видел в проектах всегда есть отдельная папочка для методов расширений с вот такими классами.

Вот наверное и вся основная информация по методам расширений. Спасибо за внимание.