.NET 10 & C# 14 New Features 新增功能介绍-扩展成员Extension Members

C# 14 引入了对扩展成员（Extension Members）的增强支持，本质上是对传统“扩展方法”模型的一次语言级升级，使其可以定义的不再仅限于方法，
而是可以扩展更多成员形态（例如属性、运算符等）。
一、从扩展方法到扩展成员
早在 C# 3.0 中，就引入了“扩展方法（Extension Methods）”，其底层机制是：

• 必须定义在 static class
  
• 方法必须是 static
  
• 第一个参数使用 this T
  

1. public static class StringExtensions
2. {
3.     public static bool IsNullOrEmptyEx(this string value)
4.         => string.IsNullOrEmpty(value);
5. }

复制代码

从本质上看：

编译器在语法层面做“糖化处理”，最终仍然是静态方法调用。

LINQ就是最大的应用场景。
二、C# 14中引入扩展成员和示例说明
C# 14 允许在更自然的语法结构中声明扩展成员，不再局限于“静态类 + this 参数”模式，而是支持类似：

1. public static class Enumerable
2. {
3.     // Extension block
4.     extension<TSource>(IEnumerable<TSource> source) // extension members for IEnumerable<TSource>
5.     {
6.         // Extension property:
7.         public bool IsEmpty => !source.Any();
9.         // Extension method:
10.         public IEnumerable<TSource> Where(Func<TSource, bool> predicate) { ... }
11.     }
13.     // extension block, with a receiver type only
14.     extension<TSource>(IEnumerable<TSource>) // static extension members for IEnumerable<Source>
15.     {
16.         // static extension method:
17.         public static IEnumerable<TSource> Combine(IEnumerable<TSource> first, IEnumerable<TSource> second) { ... }
19.         // static extension property:
20.         public static IEnumerable<TSource> Identity => Enumerable.Empty<TSource>();
22.         // static user defined operator:
23.         public static IEnumerable<TSource> operator + (IEnumerable<TSource> left, IEnumerable<TSource> right) => left.Concat(right);
24.     }
25. }

复制代码

定义的是一个 extension block，目标类型是：IEnumerable
代码分成两类 extension block：　　

• 实例扩展成员
  
• 静态扩展成员
  

① 实例扩展成员：extension(IEnumerable source) 

• source 是接收者（receiver）
  
• 类似旧语法的 this IEnumerable source
  
• 但语法更接近真正“为类型添加成员”
  

 扩展属性：public bool IsEmpty => !source.Any();
 编译器会生成：public static bool get_IsEmpty(IEnumerable source)
 代码调用：list.IsEmpty
 会被编译为：Enumerable.get_IsEmpty(list)
 其本质仍然是：

静态方法 + 语法糖绑定

但在语义层面：它已经不再是“工具方法”，而是“类型能力”。
扩展方法：public IEnumerable Where(Func predicate)
即增强原有LINQ的Where功能
如果系统中已有 System.Linq.Enumerable.Where：

• 实例成员优先
  
• 然后才是 extension block
  
• 再是 using 引入的扩展方法
  

 不会破坏已有 API，只是参与候选集。
② 静态扩展成员
extension(IEnumerable)
这里没有 receiver 变量名。

为类型本身添加“静态扩展成员”

找一个静态扩展方法
public static IEnumerable Combine(...)
代码调用：IEnumerable.Combine(a, b);
编译器会转化为：Enumerable.Combine(a, b);
再看一个静态扩展属性
public static IEnumerable Identity
代码调用：IEnumerable.Identity
这在旧扩展方法体系中是无法表达的。
再看一个扩展运算符
public static IEnumerable operator +
这是 C# 14 的重大增强点。现在你可以写：
var result = list1 + list2;
等价于：Enumerable.op_Addition(list1, list2);
三、底层编译机制
 不修改 CLR 元数据

• 不改变 IEnumerable
  
• 不增加真实成员
  

 IL 仍然是静态方法
   所有成员都会生成： public static ...
 语义绑定由编译器完成
扩展成员解析规则：

• 实例真实成员
  
• 同 namespace extension block
  
• using 导入 extension block
  

 四、与传统扩展方法对比
   

同时，零运行时开销。

• 无反射
  
• 无动态代理
  
• 无装饰器
  
• 无运行时注入
  

 完全编译期绑定。

编译器级语义增强，不改变运行时类型结构。

 
 以上分享给大家。
 
周国庆
20260218
 
 
 
 
 

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