为什么不允许在嵌套类中定义扩展方法？

Question

为什么不允许在嵌套类中定义扩展方法？

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我认为在一个嵌套类中编写扩展程序非常方便和合理。主要原因是我可以将该类命名为Extensions，并让它的外部命名空间为编译器提供一个唯一的类型名称。

那么，禁止这样做的技术原因是什么？

public class Foo
{
   ObjectSet<Bar> Bars { get; set; }

   public static class Extensions
   {
      public static Bar ByName(this ObjectSet<Bar> bars, string name)
      {
         return bars.FirstOrDefault(c => c.Name == name);
      }
   }
}

现在我必须创建一个独立的自由类，而不是内部类。

更新/注释：我没有想象内部类会影响扩展方法的可用性范围。我只想解决一个单独命名的实际编码问题。

- Aaron Anodide

请勿重复：https://dev59.com/rW865IYBdhLWcg3wNLw7#3934737 - Kevin Aenmey

哎呀，我应该更好地研究重复内容…… - Aaron Anodide

@ReedCopsey，看了你提到的问题的答案，我想我已经提供了一个现实世界的例子，说明为什么它们可能被允许，不是吗？ - Aaron Anodide

@ReedCopsey，我缺少一些东西 - 我定义的扩展方法接受 this ObjectSet<Bar> ，只与 Foo 相关，因为 Foo 是其父命名容器（这是我的意图 - 但我开始认为我在另一个层面上不理解某些东西）。 - Aaron Anodide

可能是为什么扩展方法只允许在非嵌套、非泛型静态类中使用？的重复问题。 - TylerH

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3个回答

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这并非技术原因，而是实用性考虑。如果您有一个仅限于单个类范围的扩展方法，只需将其定义为类中的常规静态方法并删除“this”。扩展方法用于在多个类之间共享。

- Nick Wallace

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我猜这背后有技术原因。他不是创建扩展方法来扩展包含类，而是为了扩展与包含类相关的东西。我同意能够这样做会很好。 - Matt Greer

我真的可以用我的示例来做这个吗？扩展方法的目标类型是ObjectSet<Bar> - 我不知道如何向其中添加静态方法。好吧，我重新阅读后现在明白了 - 你会让我定义一个静态方法，该方法将ObjectSet<Bar>作为第一个参数... 公平的，但然后我失去了编写myContext.Bars.ByName(...)这样的句法优雅。我必须编写Foo.BarByName(myContext, ...)，那并不可怕，我会同意。 - Aaron Anodide

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我猜禁止这个东西的想法是因为扩展方法适用于命名空间中的所有实体。

如果您创建了一个嵌套的扩展方法类，则它仅适用于嵌套它的类。在这种情况下，创建扩展方法没有意义。然后任何普通的非扩展方法都可以。

- Nikhil Agrawal

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任何普通的非扩展方法都可以做到。为什么要阻止控制扩展方法的范围的能力呢？ - snarf

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可以查看英文原文，
原文链接

- Zaid Masud · Accepted Answer

这里的关键点是嵌套类可以访问外部类的私有字段。

因此，以下代码有效：

public class Foo
{
    private bool _field;

    public static class Extensions
    {
        public static bool GetField(Foo foo)
        {
            return foo._field;
        }
    }
}

在这里，您明确地传递了一个类的实例，静态方法可以访问私有字段...看起来很合理：

bool fieldValue = Foo.Extensions.GetField(new Foo());

然而，尽管扩展方法只是静态方法的一种替代语法，它们的调用方式与非静态实例方法相同。

如果允许在嵌套类中使用扩展方法，它们实际上可以访问私有字段，并且它们会更接近于实例方法。这可能会导致一些意想不到的后果。

总之，如果允许这样做：

public class Foo
{
    private bool _field;

    public static class Extensions
    {
        public static bool GetField(*this* Foo foo) // not allowed, compile error.
        {
            return foo._field;
        }
    }
}

那么您可以编写以下代码，使扩展方法的行为与实例方法有些类似：

var foo = new Foo();
var iGotAPrivateField = foo.GetField();

评论后的编辑结果

为什么扩展方法等效于实例方法是一个不好的想法？

用Eric Lippert的话来说（我来强调）：

所以，没错，“扩展方法不是面向对象”的批评完全正确，但也相对不那么重要。扩展方法当然不是面向对象的。它们将操作数据的代码远离声明数据的代码，它们不能破坏封装并访问它们所出现的对象的私有状态，它们与继承不太兼容等等。这是在方便的面向对象形式下进行的过程化编程。