如何将静态方法附加到类而不是类的实例？

Question

如果我有一个计算两个整数最大公约数的方法：

public static int GCD(int a, int b)
{
    return b == 0 ? a : GCD(b, a % b);
}

最好的方法是将其附加到System.Math类中？

以下是我想出的三种方法：

public static int GCD(this int a, int b)
{
    return b == 0 ? a : b.GCD(a % b);
}

// Lame...

var gcd = a.GCD(b);

并且：

public static class RationalMath
{
    public static int GCD(int a, int b)
    {
        return b == 0 ? a : GCD(b, a % b);
    }
}

// Lame...

var gcd = RationalMath.GCD(a, b);

并且：

public static int GCD(this Type math, int a, int b)
{
    return b == 0 ? a : typeof(Math).GCD(b, a % b);
}

// Neat?

var gcd = typeof(Math).GCD(a, b);

期望的语法是 Math.GCD，因为这是所有数学函数的标准。

有什么建议吗？我应该怎么做才能得到所需的语法？

- John Gietzen

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你的代码也可以使用 var gcd = typeof(string).GCD(a, b) - 它只需要一个 Type 的实例... 我认为你想做的事情实际上是不可能的。 - Dean Harding

当然，是的。但我希望人们能够理解GCD函数只是另一个数学函数。 - John Gietzen

在我看来，最好的做法是在MoreMath类或类似的类中定义GCD。 - jk.

@Adam是正确的。这是不可能的。如果没有Math的源代码并重新构建包含它的程序集，您无法向Math类添加静态方法。 - Erv Walter

Answer 1

不可以。扩展方法仅仅是对调用特定类型的静态函数进行语法糖处理。因此，它们只能操作实例，必须通过传递想要附加的类型的this参数来定义。

- Adam Robinson

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@John：再次强调，无论是C#的任何版本还是其他任何.NET语言，你所要求的都是不可能实现的。除了“你不能”，没有别的答案可以回答你的问题。 - Adam Robinson

@John：我们正在打转。你想要的语法是 System.Math.GCD。我说这是不可能的。你说你知道。我问你为什么提出这个问题。你说是为了获取你知道不可能的语法。??? = 利润。 - Adam Robinson

@Nick：是的，扩展方法肯定可以在null引用上操作（或尝试操作）。List<string> foo = null; foo.Select(s => s.Replace("bar", "baz")); - Adam Robinson

@Nick：((List<string>)null).Select(...); 再次强调，扩展方法只能作用于实例。直接将方法作为静态方法调用并不是使用它作为扩展方法。再说一遍（这次带点感觉）：在这个问题中，我看不出讨论您如何在扩展格式之外调用扩展方法的意义，因为这与此问题完全没有关系。 - Adam Robinson

@John，你有点困难！你无法扩展System.Math。你已经知道你的选择：在int上使用扩展方法，或者创建自己的静态（任何）Math类。正如Adam所指出的那样，如果你选择My.Math，那么每当需要它时，你就必须完整地限定System.Math。个人而言，我会选择一个名为MathUtility的静态数学实用程序类。 - Anthony Pegram

Answer 2

我更倾向于使用 RationalMath。在这里，你真的不需要扩展方法，因为它们的目的是模拟无法修改对象实例方法。但在这里，应该使用平凡老旧的静态方法。

- Andrey

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我会把它命名为<companyName>Math。如果真的想要，你可以编写所有Math函数的包装器，然后告诉所有开发人员只使用<companyName>Math...但这可能有点过度设计了。 - TheSean

@TheSean：我也刚把那个作为答案发布了……虽然我同意这可能不值得。 - Tim Goodman

Answer 3

鉴于您无法扩展静态的Math类，我会选择样例#2。它遵循了Math使用的模式，不会混乱int方法空间，并且调用简单而清晰。样例#3就太糟糕了 :)

- Peter Lillevold

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我知道它是这样的。这就是为什么我在这里的原因。 :) - John Gietzen

Answer 4

个人而言，我不会按照您想要的方式去做。System.Math只是一个包含一些数学函数的静态类……没有理由它必须包含您想要使用的每个数学函数。

然而，如果您真的需要这样做，我想您可以编写自己的静态Math类，它是System.Math的一种包装器……基本上只需通过将每个函数传递给实际的System.Math类来实现System.Math中的每个函数。就像这样：

public static class Math
{

  public static int GCD(int a, int b)
  {
     return b == 0 ? a : GCD(b, a % b);
  }

  // Implement the System.Math methods
  public static double Pow(double x, double y)
  {
    return System.Math.Pow(x, y);
  }
  // etc.
}

虽然这似乎是一件麻烦的事情，但实际上并没有太多的好处。（有点像反语法糖。）但它可以让你从同一个类中调用Math.GCD(a,b)和Math.Pow(x,y)，这正是你想要的。

- Tim Goodman

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太好了，有真正的建议！我同意这有点过头了。 - John Gietzen

Answer 5

好的，我想到了另一种方法：

namespace My
{
    public static class Math
    {
    }
}


namespace MainApp
{
    ...
    var gcd = My.Math.GCD(a, b);
    ...
}

- John Gietzen