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C#中增強(qiáng)類功能的幾種方式詳解

來源：本站原創(chuàng)|時(shí)間：2020-01-10|欄目：C#教程|點(diǎn)擊： 次

前言

本文主要講解如何利用C#語言自身的特性來對(duì)一個(gè)類的功能進(jìn)行豐富與增強(qiáng)，便于拓展現(xiàn)有項(xiàng)目的一些功能。

拓展方法

擴(kuò)展方法被定義為靜態(tài)方法，通過實(shí)例方法語法進(jìn)行調(diào)用。方法的第一個(gè)參數(shù)指定該方法作用于哪個(gè)類型，并且該參數(shù)以 this 修飾符為前綴。僅當(dāng)使用 using 指令將命名空間顯式導(dǎo)入到源代碼中之后，擴(kuò)展方法才可使用。

namespace Extensions
{

 public static class StringExtension
 {
 public static DateTime ToDateTime(this string source)
 {
  DateTime.TryParse(source, out DateTime result);
  return result;
 }
 }
}

注意：

  • 如果擴(kuò)展方法與該類型中定義的方法具有相同的簽名，則擴(kuò)展方法永遠(yuǎn)不會(huì)被調(diào)用。
  • 在命名空間級(jí)別將擴(kuò)展方法置于相應(yīng)的作用范圍內(nèi)。例如，在一個(gè)名為 Extensions 的命名空間中具有多個(gè)包含擴(kuò)展方法的靜態(tài)類，則在使用這些拓展方法時(shí)，必須引用其命名空間 using Extensions

繼承

繼承 面向?qū)ο蟮囊粋€(gè)特性，屬于Is a 關(guān)系，比如說Student繼承Person,則說明Student is a Person。子類可以通過重寫父類的方法或添加新的方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)父類的拓展。

namespace Inherit
{
 public class Persion
 {
 public string Name { get; set; }

 public int Age { get; set; }

 public void Eat()
 {
  Console.WriteLine("吃飯");
 }

 public void Sleep()
 {
  Console.WriteLine("睡覺");
 }
 }

 public class Student : Persion
 {
 public void Study()
 {
  Console.WriteLine("學(xué)習(xí)");
 }

 public new void Sleep()
 {
  Console.WriteLine("做作業(yè)，復(fù)習(xí)功課");
  base.Sleep();
 }
 }
}

繼承的缺點(diǎn)：

  • 父類的內(nèi)部細(xì)節(jié)對(duì)子類是可見的
  • 子類與父類的繼承關(guān)系在編譯階段就確定下來了，無法在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)改變從父類繼承方法的行為
  • 如果父類方法做了修改，所有的子類都必須做出相應(yīng)的調(diào)整，子類與父類是一種高度耦合，違反了面向?qū)ο蟮乃枷搿?/li>

組合

組合就是在設(shè)計(jì)類的時(shí)候把需要用到的類作為成員變量加入到當(dāng)前類中。

組合的優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：

  • 隱藏了被引用對(duì)象的內(nèi)部細(xì)節(jié)
  • 降低了兩個(gè)對(duì)象之間的耦合
  • 可以在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)修改被引用對(duì)象的實(shí)例

缺點(diǎn)：

  • 系統(tǒng)變更可能需要不停的定義新的類
  • 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變復(fù)雜，不再局限于單個(gè)類

建議多使用組合，少用繼承

裝飾者模式

裝飾者模式指在不改變?cè)惗x及繼承關(guān)系的情況跟下，動(dòng)態(tài)的拓展一個(gè)類的功能，就是利用創(chuàng)建一個(gè)包裝類（wrapper）來裝飾（decorator）一個(gè)已有的類。

包含角色：

被裝飾者：

  • Component 抽象被裝飾者，
  • ConcreteComponent 具體被裝飾者，Component的實(shí)現(xiàn)，在裝飾者模式中裝飾的就是這貨。

裝飾者：

  • Decorator 裝飾者 一般是一個(gè)抽象類并且作為Component的子類，Decorator必然會(huì)有一個(gè)成員變量用來存儲(chǔ)Component的實(shí)例
  • ConcreateDecorator 具體裝飾者 Decorator的實(shí)現(xiàn)

在裝飾者模式中必然會(huì)有一個(gè)最基本，最核心，最原始的接口或抽象類充當(dāng)component和decorator的抽象組件

實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)：

  • 定義一個(gè)類或接口，并且讓裝飾者及被裝飾者的都繼承或?qū)崿F(xiàn)這個(gè)類或接口
  • 裝飾者中必須持有被裝飾者的引用
  • 裝飾者中對(duì)需要增強(qiáng)的方法進(jìn)行增強(qiáng)，不需要增強(qiáng)的方法調(diào)用原來的業(yè)務(wù)邏輯
namespace Decorator
{

 /// <summary>
 /// Component 抽象者裝飾者
 /// </summary>
 public interface IStudent
 {
  void Learn();
 }

 /// <summary>
 /// ConcreteComponent 具體被裝飾者
 /// </summary>
 public class Student : IStudent
 {
  private string _name;
  public Student(string name)
  {
   this._name = name;
  }
  public void Learn()
  {
   System.Console.WriteLine(this._name + "學(xué)習(xí)了以上內(nèi)容");
  }
 }
 /// <summary>
 /// Decorator 裝飾者
 /// </summary>
 public abstract class Teacher : IStudent
 {
  private IStudent _student;
  public Teacher(IStudent student)
  {
   this._student = student;
  }
  public virtual void Learn()
  {
   this.Rest();
   this._student.Learn();
  }

  public virtual void Rest()
  {
   Console.WriteLine("課間休息");
  }
 }

 /// <summary>
 /// ConcreteDecorator 具體裝飾者
 /// </summary>
 public class MathTeacher : Teacher
 {
  private String _course;
  public MathTeacher(IStudent student, string course) : base(student)
  {
   this._course = course;
  }
  public override void Learn()
  {
   System.Console.WriteLine("學(xué)習(xí)新內(nèi)容：" + this._course);
   base.Learn();
  }
  public override void Rest()
  {
   System.Console.WriteLine("課間不休息，開始考試");
  }
 }

 /// <summary>
 /// ConcreteDecorator 具體裝飾者
 /// </summary>
 public class EnlishTeacher : Teacher
 {
  private String _course;
  public EnlishTeacher(IStudent student, string course) : base(student)
  {
   this._course = course;
  }

  public override void Learn()
  {
   this.Review();
   System.Console.WriteLine("學(xué)習(xí)新內(nèi)容：" + this._course);
   base.Learn();
  }

  public void Review()
  {
   System.Console.WriteLine("復(fù)習(xí)英文單詞");
  }
 }

 public class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   IStudent student = new Student("student");
   student = new MathTeacher(student, "高數(shù)");
   student = new EnlishTeacher(student, "英語");
   student.Learn();
  }
 }
}

裝飾者模式優(yōu)缺點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：

  • 裝飾者與被裝飾者可以獨(dú)立發(fā)展，不會(huì)互相耦合
  • 可以作為繼承關(guān)系的替代方案，在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)拓展類的功能
  • 通過使用不同的裝飾者類或不同的裝飾者排序，可以得到各種不同的結(jié)果

缺點(diǎn)：

  • 產(chǎn)生很多裝飾者類
  • 多層裝飾復(fù)雜

代理模式

代理模式就是給一個(gè)對(duì)象提供一個(gè)代理對(duì)象，并且由代理控制原對(duì)象的引用。

包含角色：

  • 抽象角色：抽象角色是代理角色和被代理角色的所共同繼承或?qū)崿F(xiàn)的抽象類或接口
  • 代理角色：代理角色是持有被代理角色引用的類，代理角色可以在執(zhí)行被代理角色的操作時(shí)附加自己的操作
  • 被代理角色：被代理角色是代理角色所代理的對(duì)象，是真實(shí)要操作的對(duì)象

靜態(tài)代理

動(dòng)態(tài)代理涉及到反射技術(shù)相對(duì)靜態(tài)代理會(huì)復(fù)雜很多，掌握好動(dòng)態(tài)代理對(duì)AOP技術(shù)有很大幫助

namespace Proxy
{
 /// <summary>
 /// 共同抽象角色
 /// </summary>
 public interface IBuyHouse
 {
  void Buy();
 }

 /// <summary>
 /// 真實(shí)買房人，被代理角色
 /// </summary>
 public class Customer : IBuyHouse
 {
  public void Buy()
  {
   System.Console.WriteLine("買房子");
  }
 }

 /// <summary>
 /// 中介-代理角色
 /// </summary>
 public class CustomerProxy : IBuyHouse
 {
  private IBuyHouse target;
  public CustomerProxy(IBuyHouse buyHouse)
  {
   this.target = buyHouse;
  }
  public void Buy()
  {
   System.Console.WriteLine("篩選符合條件的房源");
   this.target.Buy();
  }
 }

 public class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   IBuyHouse buyHouse = new CustomerProxy(new Customer());
   buyHouse.Buy();
   System.Console.ReadKey();
  }
 }
}

動(dòng)態(tài)代理

namespace DynamicProxy
{
 using Microsoft.Extensions.DependencyInjection;
 using System;
 using System.Collections.Generic;
 using System.Linq;
 using System.Linq.Expressions;
 using System.Reflection;

 /// <summary>
 /// 方法攔截器接口
 /// </summary>
 public interface IMethodInterceptor
 {
  /// <summary>
  /// 調(diào)用攔截器
  /// </summary>
  /// <param name="targetMethod">攔截的目標(biāo)方法</param>
  /// <param name="args">攔截的目標(biāo)方法參數(shù)列表</param>
  /// <returns>攔截的目標(biāo)方法返回值</returns>
  object Interceptor(MethodInfo targetMethod, object[] args);
 }

 /// <summary>
 /// 代理類生成器
 /// </summary>
 public class ProxyFactory : DispatchProxy
 {
  private IMethodInterceptor _interceptor;

  /// <summary>
  /// 創(chuàng)建代理類實(shí)例
  /// </summary>
  /// <param name="targetType">要代理的接口</param>
  /// <param name="interceptor">攔截器</param>
  /// <returns></returns>
  public static object CreateInstance(Type targetType, IMethodInterceptor interceptor)
  {
   object proxy = GetProxy(targetType);
   ((ProxyFactory)proxy).GetInterceptor(interceptor);
   return proxy;
  }

  /// <summary>
  /// 創(chuàng)建代理類實(shí)例
  /// </summary>
  /// <param name="targetType">要代理的接口</param>
  /// <param name="interceptorType">攔截器</param>
  /// <param name="parameters">攔截器構(gòu)造函數(shù)參數(shù)值</param>
  /// <returns>代理實(shí)例</returns>
  public static object CreateInstance(Type targetType, Type interceptorType, params object[] parameters)
  {
   object proxy = GetProxy(targetType);
   ((ProxyFactory)proxy).GetInterceptor(interceptorType, parameters);
   return proxy;
  }


  /// <summary>
  /// 創(chuàng)建代理類實(shí)例
  /// </summary>
  /// <typeparam name="TTarget">要代理的接口</typeparam>
  /// <typeparam name="TInterceptor">攔截器</typeparam>
  /// <param name="parameters">攔截器構(gòu)造函數(shù)參數(shù)值</param>
  /// <returns></returns>
  public static TTarget CreateInstance<TTarget, TInterceptor>(params object[] parameters) where TInterceptor : IMethodInterceptor
  {
   object proxy = GetProxy(typeof(TTarget));
   ((ProxyFactory)proxy).GetInterceptor(typeof(TInterceptor), parameters);
   return (TTarget)proxy;
  }

  /// <summary>
  /// 獲取代理類
  /// </summary>
  /// <param name="targetType"></param>
  /// <returns></returns>
  private static object GetProxy(Type targetType)
  {
   MethodCallExpression callexp = Expression.Call(typeof(DispatchProxy), nameof(DispatchProxy.Create), new[] { targetType, typeof(ProxyFactory) });
   return Expression.Lambda<Func<object>>(callexp).Compile()();
  }

  /// <summary>
  /// 獲取攔截器
  /// </summary>
  /// <param name="interceptorType"></param>
  /// <param name="parameters"></param>
  private void GetInterceptor(Type interceptorType, object[] parameters)
  {
   Type[] ctorParams = parameters.Select(x => x.GetType()).ToArray();
   IEnumerable<ConstantExpression> paramsExp = parameters.Select(x => Expression.Constant(x));
   NewExpression newExp = Expression.New(interceptorType.GetConstructor(ctorParams), paramsExp);
   this._interceptor = Expression.Lambda<Func<IMethodInterceptor>>(newExp).Compile()();
  }

  /// <summary>
  /// 獲取攔截器
  /// </summary>
  /// <param name="interceptor"></param>
  private void GetInterceptor(IMethodInterceptor interceptor)
  {
   this._interceptor = interceptor;
  }

  /// <summary>
  /// 執(zhí)行代理方法
  /// </summary>
  /// <param name="targetMethod"></param>
  /// <param name="args"></param>
  /// <returns></returns>
  protected override object Invoke(MethodInfo targetMethod, object[] args)
  {
   return this._interceptor.Interceptor(targetMethod, args);
  }
 }

 /// <summary>
 /// 表演者
 /// </summary>
 public interface IPerform
 {
  /// <summary>
  /// 唱歌
  /// </summary>
  void Sing();

  /// <summary>
  /// 跳舞
  /// </summary>
  void Dance();
 }

 /// <summary>
 /// 具體的表演者——?jiǎng)⒌氯A Andy
 /// </summary>
 public class AndyPerformer : IPerform
 {
  public void Dance()
  {
   System.Console.WriteLine("給大家表演一個(gè)舞蹈");
  }

  public void Sing()
  {
   System.Console.WriteLine("給大家唱首歌");
  }
 }

 /// <summary>
 /// 經(jīng)紀(jì)人——負(fù)責(zé)演員的所有活動(dòng)
 /// </summary>
 public class PerformAgent : IMethodInterceptor
 {
  public IPerform _perform;
  public PerformAgent(IPerform perform)
  {
   this._perform = perform;
  }
  public object Interceptor(MethodInfo targetMethod, object[] args)
  {
   System.Console.WriteLine("各位大佬，要我們家藝人演出清閑聯(lián)系我");
   object result = targetMethod.Invoke(this._perform, args);
   System.Console.WriteLine("各位大佬，表演結(jié)束該付錢了");
   return result;
  }
 }

 public class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   IPerform perform;

   //perform = ProxyFactory.CreateInstance<IPerform, PerformAgent>(new AndyPerformer());
   //perform.Sing();
   //perform.Dance();

   ServiceCollection serviceDescriptors = new ServiceCollection();
   serviceDescriptors.AddSingleton<IPerform>(ProxyFactory.CreateInstance<IPerform, PerformAgent>(new AndyPerformer()));
   IServiceProvider serviceProvider = serviceDescriptors.BuildServiceProvider();
   perform = serviceProvider.GetService<IPerform>();
   perform.Sing();
   perform.Dance();

   System.Console.ReadKey();
  }
 }

}

總結(jié)

  • 使用拓展方法只能拓展新增方法，不能增強(qiáng)已有的功能
  • 使用繼承類或接口，類只能單繼承，并且在父類改變后，所有的子類都要跟著變動(dòng)
  • 使用代理模式與繼承一樣代理對(duì)象和真實(shí)對(duì)象之間的的關(guān)系在編譯時(shí)就確定了
  • 使用裝飾者模式能夠在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)地增強(qiáng)類的功能

參考引用

利用.NET Core類庫System.Reflection.DispatchProxy實(shí)現(xiàn)簡易Aop

好了，以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對(duì)我們的支持。

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本文標(biāo)題：C#中增強(qiáng)類功能的幾種方式詳解

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