C# 3.0 擴充方法擴充介面的實戰技巧

為何要擴充介面？

介面一旦發布即難以修改 (破壞現有實作)。擴充方法允許在不修改介面定義、不修改實作類別的情況下，為介面「新增」方法，解決版本演進難題。

實作範例

// 定義介面
public interface ILogger
{
    void Log(string message);
}

// 擴充方法類別 (必須為 static)
public static class LoggerExtensions
{
    // this ILogger 表示擴充 ILogger
    public static void LogError(this ILogger logger, string error)
    {
        logger.Log($"[ERROR] {error}");
    }

    public static void LogWarning(this ILogger logger, string warning)
    {
        logger.Log($"[WARN] {warning}");
    }
}

// 使用
public class ConsoleLogger : ILogger
{
    public void Log(string msg) => Console.WriteLine(msg);
}

var logger = new ConsoleLogger();
logger.LogError("磁碟空間不足");     // 輸出: [ERROR] 磁碟空間不足
logger.LogWarning("記憶體使用率 90%"); // 輸出: [WARN] 記憶體使用率 90%

三大優勢

1. 零修改現有程式碼：實作類別完全不用動，若實作類別分散於多個組件/第三方庫，極具價值。
2. 命名空間自動啟用：將擴充方法置於介面相同命名空間，使用者 using 介面即自動啟用擴充方法，無額外引用負擔。
3. 多態行為可控：介面呼叫走擴充方法，具體類別呼叫走自身實作 (若同名)，透過轉型控制行為。

名稱衝突處理：介面 vs 類別實作

public interface ITest { void Do(); }

public static class Ext { public static void Do(this ITest t) => Console.WriteLine("Ext"); }

public class Impl : ITest
{
    public void Do() => Console.WriteLine("Impl");
    public void DoExt() => Console.WriteLine("Impl.DoExt");
}

// 測試
ITest i = new Impl();
i.Do();           // 輸出: Ext (介面呼叫 → 擴充方法)
((Impl)i).Do();   // 輸出: Impl (類別呼叫 → 實例方法)
i.DoExt();        // 編譯錯誤：ITest 無 DoExt
((Impl)i).DoExt(); // 輸出: Impl.DoExt

規則：實例方法優先於擴充方法。介面型別呼叫解析到擴充方法；具體型別呼叫解析到實例方法。

適用場景

• 為 .NET 標準介面 (IEnumerable<T>, IQueryable<T>) 新增輔助方法 (LINQ 即大量使用此模式)
• 第三方庫介面無法修改但需新增功能
• 跨組件共用介面擴充邏輯，避免重複實作