C#擴(kuò)展方法：對(duì)擴(kuò)展進(jìn)行分組管理
從系列文章開(kāi)篇到現(xiàn)在，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的很多擴(kuò)展了，但過(guò)多的擴(kuò)展會(huì)給我們帶來(lái)很多麻煩，試看下圖：
C#擴(kuò)展方法圖1
面對(duì)這么多“泛濫”的擴(kuò)展，很多人都會(huì)感到很別扭，的確有種“喧賓奪主”的感覺(jué)，想從中找出真正想用的方法來(lái)太難了！盡管經(jīng)過(guò)擴(kuò)展后的string類很“強(qiáng)大”，但易用性確很差。
很多人因此感覺(jué)擴(kuò)展應(yīng)適可而止，不該再繼續(xù)下去...其實(shí)這是一種逃避問(wèn)題的態(tài)度，出現(xiàn)問(wèn)題我們應(yīng)該主動(dòng)去解決，而不是去回避！
有很多種方法可以解決以上問(wèn)題，最簡(jiǎn)單的就是使用將擴(kuò)展放入不同namespace中，使用時(shí)按需using相應(yīng)namespace，可達(dá)到一定效果。但這種方法有很大缺點(diǎn)： 一個(gè)命名空間中的擴(kuò)展若太多同樣會(huì)讓我們的智能提示充斥著擴(kuò)展方法，擴(kuò)展太少每次使用都要using多個(gè)命名空間，很麻煩。
先介紹一種簡(jiǎn)單的方式，先看效果：
C#擴(kuò)展方法圖2
圖1中前三個(gè)以As開(kāi)始的三個(gè)擴(kuò)展就是采用分組技術(shù)后的三類擴(kuò)展，分別是中文處理、轉(zhuǎn)換操作、正則操作，后面三個(gè)圖分別對(duì)就這三類擴(kuò)展的具體應(yīng)用。圖2中的有三個(gè)中文處理的擴(kuò)展ToDBC、ToSBC、GetChineseSpell分別是轉(zhuǎn)為半角、轉(zhuǎn)為全角、獲取拼音首字母。
通過(guò)這樣分組后，string類的智能提示中擴(kuò)展泛濫的現(xiàn)象得到了解決，使用AsXXX，是以字母A開(kāi)始，會(huì)出現(xiàn)在提示的最前面，與原生方法區(qū)分開(kāi)來(lái)。
采用這種方式有幾個(gè)缺點(diǎn)：
1.使用一個(gè)擴(kuò)展要先As一次，再使用具體擴(kuò)展，比之前多了一步操作：這是分組管理必然的，建議使用頻率非常高的還是直接擴(kuò)展給string類，不要分組。只對(duì)使用頻率不高的進(jìn)行分組。
2.擴(kuò)展后的智能提示不友好，擴(kuò)展的方法與Equals、ToString混在了一起，而且沒(méi)有擴(kuò)展方法的標(biāo)志。
先給出這種方法的實(shí)現(xiàn)參考代碼，再來(lái)改進(jìn)：
- public static class StringExtension
- {
- public static ChineseString AsChineseString(this string s) { return new ChineseString(s); }
- public static ConvertableString AsConvertableString(this string s) { return new ConvertableString(s); }
- public static RegexableString AsRegexableString(this string s) { return new RegexableString(s); }
- }
- public class ChineseString
- {
- private string s;
- public ChineseString(string s) { this.s = s; }
- //轉(zhuǎn)全角
- public string ToSBC(string input) { throw new NotImplementedException(); }
- //轉(zhuǎn)半角
- public string ToDBC(string input) { throw new NotImplementedException(); }
- //獲取漢字拼音首字母
- public string GetChineseSpell(string input) { throw new NotImplementedException(); }
- }
- public class ConvertableString
- {
- private string s;
- public ConvertableString(string s) { this.s = s; }
- public bool IsInt(string s) { throw new NotImplementedException(); }
- public bool IsDateTime(string s) { throw new NotImplementedException(); }
- public int ToInt(string s) { throw new NotImplementedException(); }
- public DateTime ToDateTime(string s) { throw new NotImplementedException(); }
- }
- public class RegexableString
- {
- private string s;
- public RegexableString(string s) { this.s = s; }
- public bool IsMatch(string s, string pattern) { throw new NotImplementedException(); }
- public string Match(string s, string pattern) { throw new NotImplementedException(); }
- public string Relplace(string s, string pattern, MatchEvaluator evaluator) { throw new NotImplementedException(); }
- }
代碼僅是為了說(shuō)明怎么分組，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，具體實(shí)現(xiàn)請(qǐng)參見(jiàn)本系列前面的文章。為了節(jié)省空間，很多代碼都寫(xiě)成了一行。
前面提到的第二條缺點(diǎn)，我們改進(jìn)后，方式二的顯示效果如下：
C#擴(kuò)展方法圖3
Equals、GetHashCode、ToString 實(shí)在去不了，哪位朋友有好辦法分享一下吧！不過(guò)這次把擴(kuò)展方法的標(biāo)志加上。實(shí)現(xiàn)比方式一麻煩一下：
- public class ChineseString
- {
- private string s;
- public ChineseString(string s) { this.s = s; }
- public string GetValue() { return s; }
- }
- public static class CheseStringExtension
- {
- public static ChineseString AsChineseString(this string s) { return new ChineseString(s); }
- public static string ToSBC(this ChineseString cs)
- {
- string s = cs.GetValue();//從ChineseString取出原string
- char[] c = s.ToCharArray();
- for (int i = 0; i < c.Length; i++)
- {
- if (c[i] == 32) { c[i] = (char)12288; continue; }
- if (c[i] < 127) c[i] = (char)(c[i] + 65248);
- }
- return new string(c);
- }
- public static string ToDBC(this ChineseString cs) { throw new NotImplementedException(); }
- public static string GetChineseSpell(this ChineseString cs) { throw new NotImplementedException(); }
- }
這里需要兩個(gè)類，一個(gè)類ChineseString作為AsXXX的返回值，第二個(gè)類ChineseStringExtension是對(duì)ChineseString進(jìn)行擴(kuò)展的類。能過(guò)這種方式，才能顯示出擴(kuò)展的標(biāo)識(shí)符號(hào)！每組擴(kuò)展要兩個(gè)類，比較麻煩。
方式一、方式二感覺(jué)都不太好，而且擴(kuò)展組多了，還會(huì)有新的問(wèn)題出現(xiàn)，如下：
C#擴(kuò)展方法圖4
也是很要命的！再來(lái)看第三種方式，這是我和韋恩卑鄙在討論單一職責(zé)原則時(shí)想出來(lái)的，先看效果：
C#擴(kuò)展方法圖5
方法三將所有的擴(kuò)展精簡(jiǎn)為一個(gè)As< T>！是的，我們僅需要As< T>這一個(gè)擴(kuò)展！T為一接口，通過(guò)輸入不同的T，展示相應(yīng)的擴(kuò)展。這樣又解決了擴(kuò)展組的泛濫問(wèn)題，先看下實(shí)現(xiàn)一個(gè)新的擴(kuò)展組需要寫(xiě)什么代碼，先看左圖的代碼：
- public interface IConvertableString : IExtension< string> { }
- public static class ConvertableString
- {
- public static bool IsInt(this IConvertableString s)
- {
- int i; return int.TryParse(s.GetValue(), out i);
- }
- public static bool IsDateTime(this IConvertableString s)
- {
- DateTime d; return DateTime.TryParse(s.GetValue(), out d);
- }
- public static int ToInt(this IConvertableString s)
- {
- return int.Parse(s.GetValue());
- }
- public static DateTime ToDateTime(this IConvertableString s)
- {
- return DateTime.Parse(s.GetValue());
- }
- }
首先定義一個(gè)接口IConvertableString，它繼承泛型接口IExtension< T>（我定義的一個(gè)接口，稍后給出），因?yàn)槭菍?duì)string類作擴(kuò)展，所以泛型參數(shù)為string。IConvertableString只需要一個(gè)空架子。然后再編寫(xiě)一個(gè)擴(kuò)展類，所有的方法擴(kuò)展在IConvertableString接口上。
再來(lái)看右圖IRegexableString的代碼：
- public static class RegexableString
- {
- public static bool IsMatch(this IRegexableString s, string pattern)
- { throw new NotImplementedException(); }
- public static string Match(this IRegexableString s, string pattern)
- { throw new NotImplementedException(); }
- public static string Relplace(this IRegexableString s, string pattern, MatchEvaluator evaluator)
- { throw new NotImplementedException(); }
- }
與上一個(gè)一樣，也是先定義一個(gè)空接口，再定義一個(gè)擴(kuò)展類，將方法擴(kuò)展在空接口上。
有一點(diǎn)注意一下，擴(kuò)展的實(shí)現(xiàn)中都要使用GetValue獲取原始字符串的值。
***給出IExtension< T>接口及As< T>擴(kuò)展的實(shí)現(xiàn)：
- public interface IExtension< V>
- {
- V GetValue();
- }
- public static class ExtensionGroup
- {
- private static Dictionary< Type, Type> cache = new Dictionary< Type, Type>();
- public static T As< T>(this string v) where T : IExtension< string>
- {
- return As< T, string>(v);
- }
- public static T As< T, V>(this V v) where T : IExtension< V>
- {
- Type t;
- Type valueType = typeof(V);
- if (cache.ContainsKey(valueType))
- {
- t = cache[valueType];
- }
- else
- {
- t = CreateType< T, V>();
- cache.Add(valueType, t);
- }
- object result = Activator.CreateInstance(t, v);
- return (T)result;
- }
- // 通過(guò)反射發(fā)出動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)接口T
- private static Type CreateType< T, V>() where T : IExtension< V>
- {
- Type targetInterfaceType = typeof(T);
- string generatedClassName = targetInterfaceType.Name.Remove(0, 1);
- //
- AssemblyName aName = new AssemblyName("ExtensionDynamicAssembly");
- AssemblyBuilder ab =
- AppDomain.CurrentDomain.DefineDynamicAssembly(aName, AssemblyBuilderAccess.Run);
- ModuleBuilder mb = ab.DefineDynamicModule(aName.Name);
- TypeBuilder tb = mb.DefineType(generatedClassName, TypeAttributes.Public);
- //實(shí)現(xiàn)接口
- tb.AddInterfaceImplementation(typeof(T));
- //value字段
- FieldBuilder valueFiled = tb.DefineField("value", typeof(V), FieldAttributes.Private);
- //構(gòu)造函數(shù)
- ConstructorBuilder ctor = tb.DefineConstructor(MethodAttributes.Public,
- CallingConventions.Standard, new Type[] { typeof(V) });
- ILGenerator ctor1IL = ctor.GetILGenerator();
- ctor1IL.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
- ctor1IL.Emit(OpCodes.Call, typeof(object).GetConstructor(Type.EmptyTypes));
- ctor1IL.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
- ctor1IL.Emit(OpCodes.Ldarg_1);
- ctor1IL.Emit(OpCodes.Stfld, valueFiled);
- ctor1IL.Emit(OpCodes.Ret);
- //GetValue方法
- MethodBuilder getValueMethod = tb.DefineMethod("GetValue",
- MethodAttributes.Public | MethodAttributes.Virtual, typeof(V), Type.EmptyTypes);
- ILGenerator numberGetIL = getValueMethod.GetILGenerator();
- numberGetIL.Emit(OpCodes.Ldarg_0);
- numberGetIL.Emit(OpCodes.Ldfld, valueFiled);
- numberGetIL.Emit(OpCodes.Ret);
- //接口實(shí)現(xiàn)
- MethodInfo getValueInfo = targetInterfaceType.GetInterfaces()[0].GetMethod("GetValue");
- tb.DefineMethodOverride(getValueMethod, getValueInfo);
- //
- Type t = tb.CreateType();
- return t;
- }
- }
代碼比較長(zhǎng)，先折疊起來(lái)，逐層打開(kāi)分析吧！
IExtension< V>只定義一個(gè)方法GetValue，用于將As< T>后將原始的值取出。
ExtensionGroup定義了As< T>擴(kuò)展，我們先看下值的傳遞過(guò)程。調(diào)用語(yǔ)句："123".As< IConvertableString>().ToInt();
首先，"123" 是個(gè)字符串，As< IConvertableString>后轉(zhuǎn)換成了IConvertableString接口的實(shí)例，ToInt時(shí)使用GetValue將"123"從IConvertableString接口的實(shí)例中取出進(jìn)行處理。
關(guān)鍵在“IConvertableString接口的實(shí)例”，前面我們并沒(méi)有具體實(shí)現(xiàn)IConvertableString接口的類，怎么出來(lái)的實(shí)例呢？我們這里用反射發(fā)出動(dòng)態(tài)生成了一個(gè)實(shí)現(xiàn)IConvertableString接口的類。具體是由ExtensionGroup中的私有函數(shù)CreateType< T, V>完成的，在這里T傳入的是IConvertableString，V傳入的是string，返回的值就是實(shí)現(xiàn)了IConvertableString接口的一個(gè)類的Type.由CreateType< T, V>動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)的類“模樣”如下：
- class ConvertableString : IConvertableString
- {
- private string value;
- public ConvertableString(string value)
- {
- this.value = value;
- }
- public string GetValue()
- {
- return value;
- }
如果此處不用反射發(fā)出動(dòng)態(tài)生成這么一個(gè)，那么我們就要手工寫(xiě)一個(gè)，每個(gè)擴(kuò)展組都要相應(yīng)的寫(xiě)一個(gè)，很麻煩的。
為了提高性能，對(duì)反射發(fā)出的類型進(jìn)行了緩存，保存在cache成員中。
方式三有點(diǎn)復(fù)雜，主要是因?yàn)槲覀兪墙osealed類進(jìn)行擴(kuò)展，無(wú)法從它們繼承。
***給出測(cè)試代碼：
- public static void Test()
- {
- int i = "123".As< IConvertableString>().ToInt();
- DateTime d = "2009年8月29日".As< IConvertableString>().ToDateTime();
- }
三種方式，我最喜歡第三種，它僅需要一個(gè)As< T>，而且是對(duì)接口進(jìn)行擴(kuò)展，感覺(jué)更OO一些。
三種方式都不***，我會(huì)努力改進(jìn)，大家多提些建議啊。
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