C# 14 - (7) 확장 메서드에 정적 메서드와 속성 지원을 위한 전용 구문 추가
C# 3.0에 확장 메서드가 구현된 이후, 제 기억으로는 초기부터 정적 메서드와 속성에 대해서도 확장 메서드를 지원해 달라는 요청이 있었습니다. 이에 대한 답을 C# 14에서야 해주는군요. ^^
[Proposal]: extensions #8697
; https://github.com/dotnet/csharplang/issues/8697
Extension members
; https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/whats-new/csharp-14#extension-members
그런데 한 가지 아쉬운 점은, 기존의 확장 메서드 문법 체계를 재사용하지 않고 아예 새로운 예약어를 도입했다는 점입니다. 그래서 다소 낯설을 수 있는데요, 그래도 문법이 어렵진 않으니 쉽게 익숙해질 수는 있을 것입니다. ^^
우선, 기존의 확장 메서드 문법은 여전히 유효한데요, 단지 C# 14부터는 새롭게 extension 예약어를 사용하는 방식도 추가된 것입니다. 예를 들어,
public static class StringExtension
{
// C# 3.0부터 지원한 확장 메서드
public static IPEndPoint ToEndPoint(this string value)
{
if (IPEndPoint.TryParse(value, out var endPoint) == false)
{
throw new ArgumentException($"Invalid endpoint format: {value}");
}
return endPoint;
}
}
// 사용 예
// IPEndPoint ep = "192.168.100.50:8080".ToEndPoint();
위와 같이 정의한 확장 메서드를 신규 extension 예약어를 사용해 다음과 같이 대체할 수 있습니다.
/* 문법
extension(확장할_타입 변수명)
{
public 반환형 메서드명(매개변수) { ... }
}
*/
public static class StringExtension
{
// 기존 확장 메서드 정의를 대체하는 신규 문법
extension(string value)
{
public IPEndPoint ToEndPoint()
{
if (IPEndPoint.TryParse(value, out var endPoint) == false)
{
throw new ArgumentException($"Invalid endpoint format: {value}");
}
return endPoint;
}
}
}
기존에는 "this string value"로 "확장할 타입과 변수명"을 지정했지만, 이제는 "extension(string value)"와 같이 extension 괄호 안에 "확장할 타입과 변수명"을 지정하도록 바뀌었고, 메서드의 정의를 extension 블록 내부에 추가할 수 있습니다. 뭐랄까... 마치 "string value"라는 필드가 있는 클래스에서,
public class MyClass
{
string value;
public IPEndPoint ToEndPoint()
{
// ...[생략]...
}
}
메서드를 정의하는 것과 비슷한 느낌마저 들 정도입니다.
신규 extension 구문에서는 속성도 정의할 수 있다고 하는데요, 사실 속성은 구현 과정에서 get/set 메서드로 바뀌는 것이므로 메서드와 구조적으로 다르지 않아 당연히 지원했어야 하던 구문입니다.
public static class IPAddressExtension
{
extension(IPAddress address)
{
// 확장 메서드의 유형으로 속성(property) 정의 가능
public uint IPv4Integer
{
get
{
if (address.AddressFamily != System.Net.Sockets.AddressFamily.InterNetwork)
{
throw new InvalidOperationException("Only IPv4 addresses are supported.");
}
// Address 필드가 deprecated 되었으므로,
// uint value = (uint)address.Address;
return BitConverter.ToUInt32(address.GetAddressBytes(), 0);
}
}
}
}
단지, 같은 속성 정의라고는 하지만 C# 컴파일러가 필드까지 생성해야만 하는 "자동 구현 속성(auto-implemented properties)"은 지원하지 않습니다.
public static class IPAddressExtension
{
extension(IPAddress address)
{
// get/set 내부 코드를 구현하는 속성 정의는 지원하지만,
public uint IPv4Integer
{
get { /* ...[생략]... */ }
set { /* ...[생략]... */ }
}
// 자동 구현 속성(auto-implemented properties)은 지원하지 않습니다.
public int Port { get; set; } // 컴파일 오류 - error CS9282: Extension declarations can include only methods or properties
}
}
조금만 생각해 보면, 클래스 정의에서 결정된 인스턴스의 메모리 구조를 외부 어셈블리에서 정의할 수 있는 확장 메서드 구문에서 변경할 수는 없으므로 이해할 수 있는 부분입니다.
이번 신규 구문에서 특히 반가운 점이 있다면, 바로 인스턴스 메서드뿐만 아니라 정적 메서드 정의도 지원한다는 점입니다. 구문도 거의 비슷한데요, 인스턴스 멤버를 위한 extension과 거의 유사하지만 단지 extension 괄호 내에 타입명만 지정한다는 차이점이 하나 있습니다.
public static class IPAddressExtension
{
// 인스턴스 메서드 정의를 위한 extension 구문 (타입명과 변수명 지정)
extension(IPAddress address)
{
// ...[생략]...
}
public static IPAddress _minValue = new IPAddress(0x00000000);
public static IPAddress _maxValue = new IPAddress(0xFFFFFFFF);
// 정적 메서드 정의를 위한 extension 구문 (타입명만 지정)
extension(IPAddress)
{
// 블록 내부에 정적 메서드/속성 정의 가능
public static IPAddress MinValue => _minValue;
public static IPAddress MaxValue => _maxValue;
public static IPAddress FromUInt32(uint value)
{
return new IPAddress(value);
}
}
}
// 사용 예
Console.WriteLine(IPAddress.MinValue); // 출력: 0.0.0.0
Console.WriteLine(IPAddress.MaxValue); // 출력: 255.255.255.255
IPAddress addr = IPAddress.FromUInt32(845457600);
Console.WriteLine(addr); // 출력: 192.168.100.50
어떠세요? 언뜻 낯설어 보이지만 크게 어렵지 않으므로 금방 익숙해질만한 수준입니다. (제 개인적으로는 이번 C# 14에서 가장 마음에 드는 신규 문법으로 평가하고 싶습니다. ^^)
그나저나, 공식 문서에 보면 분명히 indexer에 대한 정의를 포함하고 있는데요,
// https://learn.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/whats-new/csharp-14#extension-members
public static class EnumerableExtension
{
// Extension block
extension<TSource>(IEnumerable<TSource> source) // extension members for IEnumerable<TSource>
{
// Extension property:
public bool IsEmpty => !source.Any();
// Extension indexer:
public TSource this[int index] => source.Skip(index).First();
}
}
하지만, 실습해 보면 컴파일 오류가 발생합니다.
IEnumerable<int> e = Enumerable.Range(1, 10);
int n = e[10]; // 컴파일 오류 - error CS0021: Cannot apply indexing with [] to an expression of type 'IEnumerable<int>'
문서만 먼저 만든 것 같기도 한데요, 어쨌든 C# 14 공식 출시에는 포함하지 않을까 싶습니다. 이와 관련해
문서에서는 다음의 순서로 기능 구현을 할 예정이라는 언급도 있는데,
- Properties and methods (instance and static)
- Operators
- Indexers (instance and static, may be done opportunistically at an earlier point)
- Anything else
순서상으로 보면 오히려 indexer보다 연산자 재정의가 먼저군요. ^^; 아마도 현재의 분위기로 보면 연산자 재정의는 C# 15에서나 지원하지 않을까 싶습니다.
마지막으로, 기존 문법으로 정의하든 신규 문법으로 정의하든 컴파일된 확장 메서드의 시그니처는 동일하기 때문에 저 2개의 메서드를 함께 정의할 수는 없습니다.
public static class StringExtension
{
// 기존 확장 메서드 정의
public static IPEndPoint ToEndPoint(this string value)
{
if (IPEndPoint.TryParse(value, out var endPoint) == false)
{
throw new ArgumentException($"Invalid endpoint format: {value}");
}
return endPoint;
}
extension(string value)
{
// 동시에 신규 확장 메서드 정의를 정의하면?
// 컴파일 오류 - error CS0111: Type 'StringExtension' already defines a member called 'ToEndPoint' with the same parameter types
public IPEndPoint ToEndPoint()
{
if (IPEndPoint.TryParse(value, out var endPoint) == false)
{
throw new ArgumentException($"Invalid endpoint format: {value}");
}
return endPoint;
}
}
}
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