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拡張メソッド (Visual Basic)

  • [アーティクル]

拡張メソッドを使用すると、新しい派生型を作成しなくても、既に定義されているデータ型にカスタム機能を追加することが可能になります。 拡張メソッドの機能によって、既存の型のインスタンス メソッドを呼び出す場合と同じ要領で呼び出せるメソッドを作成できるようになりました。

Remarks

拡張メソッドになるのは、Sub プロシージャと Function プロシージャだけです。 拡張プロパティ、拡張フィールド、拡張イベントを定義することはできません。 すべての拡張メソッドは System.Runtime.CompilerServices 名前空間の拡張属性 <Extension> を使用してマークし、Module 内で定義する必要があります。 拡張メソッドが module の外部で定義されている場合、Visual Basic コンパイラからはエラー BC36551、"拡張メソッドはモジュール内でのみ定義できます" が生成されます。

拡張メソッド定義の最初のパラメーターでは、そのメソッドが拡張するデータ型を指定します。 メソッドが実行されると、最初のパラメーターは、そのメソッドを呼び出すデータ型のインスタンスにバインディングされます。

Extension 属性は、Visual Basic の Module、Sub、または Function にのみ適用できます。 これを Class または Structure に適用すると、Visual Basic コンパイラによってエラー BC36550、"'Extension' 属性は 'Module'、'Sub'、または 'Function' の各宣言にのみ適用できます" が生成されます。

例

Print データ型の String 拡張を定義する例を次に示します。 このメソッドでは、Console.WriteLine を使用して文字列を表示します。 Print メソッドのパラメーター aString では、このメソッドによって String クラスを拡張することを指定します。

Imports System.Runtime.CompilerServices

Module StringExtensions

    <Extension()> 
    Public Sub Print(ByVal aString As String)
        Console.WriteLine(aString)
    End Sub

End Module

拡張メソッド定義に拡張属性 <Extension()> を設定している点に注目してください。 メソッドが定義されているモジュールに拡張属性を設定するかどうかは任意ですが、それぞれの拡張メソッドにはこの設定が必要です。 拡張属性にアクセスするためには、System.Runtime.CompilerServices をインポートする必要があります。

拡張メソッドはモジュール内でのみ宣言できます。 通常、拡張メソッドを定義するモジュールと拡張メソッドを呼び出すモジュールは、別々になります。 必要に応じて、拡張メソッドが含まれているモジュールをインポートすることによって、そのモジュールをスコープの中に入れます。 Print が含まれているモジュールをスコープの中に入れたら、引数を使用しない通常のインスタンス メソッド (ToUpper など) の場合と同じ要領でそのメソッドを呼び出すことができます。

Module Class1

    Sub Main()

        Dim example As String = "Hello"
        ' Call to extension method Print.
        example.Print()

        ' Call to instance method ToUpper.
        example.ToUpper()
        example.ToUpper.Print()

    End Sub

End Module

次に取り上げる PrintAndPunctuate の例も String の拡張ですが、今回は 2 つのパラメーターを定義します。 最初のパラメーター aString では、この拡張メソッドによって String を拡張することを指定します。 2 番目のパラメーター punc では、メソッドの呼び出し時に引数として渡す区切り記号の文字列を指定します。 このメソッドでは、文字列の後にその区切り記号を表示します。

<Extension()> 
Public Sub PrintAndPunctuate(ByVal aString As String, 
                             ByVal punc As String)
    Console.WriteLine(aString & punc)
End Sub

このメソッドを呼び出すときには、punc の引数として example.PrintAndPunctuate(".") を渡します。

Print と PrintAndPunctuate を定義して呼び出す例を次に示します。 拡張属性にアクセスできるようにするために、System.Runtime.CompilerServices が定義モジュールにインポートされます。

Imports System.Runtime.CompilerServices

Module StringExtensions

    <Extension()>
    Public Sub Print(aString As String)
        Console.WriteLine(aString)
    End Sub

    <Extension()>
    Public Sub PrintAndPunctuate(aString As String, punc As String)
        Console.WriteLine(aString & punc)
    End Sub
End Module

次に、拡張メソッドをスコープの中に取り込んで呼び出します。

Imports ConsoleApplication2.StringExtensions

Module Module1

    Sub Main()
        Dim example As String = "Example string"
        example.Print()

        example = "Hello"
        example.PrintAndPunctuate(".")
        example.PrintAndPunctuate("!!!!")
    End Sub
End Module

このような拡張メソッドを実行するための唯一の要件は、その拡張メソッドをスコープの中に組み入れておくことです。 拡張メソッドが含まれているモジュールがスコープの中に入っていれば、その拡張メソッドは IntelliSense からアクセスできるということであり、通常のインスタンス メソッドの場合と同じ要領で呼び出すことができます。

メソッドを呼び出すときに、最初のパラメーターの引数を渡していない点に注目してください。 前のメソッド定義のパラメーター aString が、メソッドを呼び出す example のインスタンスである String にバインディングされています。 コンパイラは、最初のパラメーターに渡す引数としてその example を使用します。

Nothing に設定されたオブジェクトに対して拡張メソッドが呼び出された場合、その拡張メソッドが実行されます。 これは、通常のインスタンス メソッドには適用されません。 拡張メソッドの Nothing は明示的にチェックできます。

拡張可能な型

拡張メソッドは、Visual Basic のパラメーター リストで記述できるほとんどの型で定義できます。以下に例を示します。

  • クラス (参照型)
  • 構造体 (値型)
  • インターフェイス
  • デリゲート
  • ByRef 引数と ByVal 引数
  • ジェネリック メソッド パラメーター
  • 配列

最初のパラメーターでは、メソッドによって拡張するデータ型を指定するので、最初のパラメーターは必須であり、任意指定にすることはできません。 したがって、パラメーター リストの最初のパラメーターとして、Optional パラメーターと ParamArray パラメーターを記述することはできません。

拡張メソッドは遅延バインディングでは考慮されません。 次の例では、anObject.PrintMe() ステートメントで MissingMemberException 例外が発生します。これは、2 番目の PrintMe 拡張メソッド定義を削除した場合に発生する例外と同じです。

Option Strict Off
Imports System.Runtime.CompilerServices

Module Module4

    Sub Main()
        Dim aString As String = "Initial value for aString"
        aString.PrintMe()

        Dim anObject As Object = "Initial value for anObject"
        ' The following statement causes a run-time error when Option
        ' Strict is off, and a compiler error when Option Strict is on.
        'anObject.PrintMe()
    End Sub

    <Extension()> 
    Public Sub PrintMe(ByVal str As String)
        Console.WriteLine(str)
    End Sub

    <Extension()> 
    Public Sub PrintMe(ByVal obj As Object)
        Console.WriteLine(obj)
    End Sub

End Module

ベスト プラクティス

拡張メソッドは、既存の型を拡張するための便利で強力な手段になります。 それでも、適切に使用するにはいくつかの注意点があります。 ここで取り上げる注意点は、主にクラス ライブラリを作成するときに当てはまりますが、拡張メソッドを使用するアプリケーションであればどんなアプリケーションにも影響する可能性があります。

一般的に、自分で所有していない型に追加した拡張メソッドは、自分で制御できる型に追加した拡張メソッドよりも脆弱になります。 自分で所有していないクラスでは、拡張メソッドの動作に影響を及ぼしかねない事柄がいくつか発生する可能性があります。

  • 呼び出し元ステートメントの引数との互換性があるシグネチャを持ったアクセス可能なインスタンス メンバーが存在し、引数からパラメーターへの縮小変換が不要な場合は、拡張メソッドよりもそのインスタンス メソッドの方が優先的に使用されます。 したがって、該当するインスタンス メソッドがいずれかの時点でクラスに追加されると、使用しなければならない既存の拡張メソッドにアクセスできなくなる可能性があります。

  • 拡張メソッドの作成者の側では、その拡張メソッドよりも優先的に使用される可能性がある別の拡張メソッドを他のプログラマが作成する、という事態を防止できません。

  • 拡張メソッドをそれ自身の名前空間に入れておけば、拡張メソッドの信頼性が向上します。 ライブラリを利用する側では、ライブラリの名前空間とそれ以外の部分を分けて、名前空間を組み込んだり除外したり取捨選択したりすることができます。

  • クラスを拡張するよりもインターフェイスを拡張する方が安全です。インターフェイスまたはクラスを自分で所有していない場合は特にそういえます。 インターフェイスが変更されると、そのインターフェイスを実装するすべてのクラスが影響を受けます。 したがって、インターフェイスでメソッドが追加されたり変更されたりする可能性の方が低いといえます。 ただし、クラスが同じシグニチャの拡張メソッドを持つ 2 つのインターフェイスを実装する場合、どちらの拡張メソッドにもアクセスできません。

  • できるだけ具体性の高い型を拡張するようにします。 型の階層の中で他の多くの型の派生元になっている型で拡張メソッドを選択すると、その拡張メソッドの動作に影響を及ぼしかねないインスタンス メソッドや他の拡張メソッドが組み込まれる可能性が高くなります。

拡張メソッド、インスタンス メソッド、およびプロパティ

スコープ内のインスタンス メソッドが、呼び出し元ステートメントの引数と互換性があるシグネチャを持っている場合、拡張メソッドよりもそのインスタンス メソッドの方が優先的に使用されます。 この場合、より適合する拡張メソッドがあっても、インスタンス メソッドの方が優先されます。 次の例では、ExampleClass に、ExampleMethod 型のパラメーターを 1 つ持つ Integer という名前のインスタンス メソッドが含まれています。 拡張メソッド ExampleMethod は ExampleClass を拡張し、Long 型のパラメーターを 1 つ持ちます。

Class ExampleClass
    ' Define an instance method named ExampleMethod.
    Public Sub ExampleMethod(ByVal m As Integer)
        Console.WriteLine("Instance method")
    End Sub
End Class

<Extension()> 
Sub ExampleMethod(ByVal ec As ExampleClass, 
                  ByVal n As Long)
    Console.WriteLine("Extension method")
End Sub

次のコードでは、ExampleMethod の最初の呼び出しで、拡張メソッドが呼び出されます。これは、arg1 が Long であり、拡張メソッドの Long パラメーターとのみ互換性があるためです。 ExampleMethod の 2 回目の呼び出しでは、Integer 引数 arg2 があるため、インスタンス メソッドが呼び出されます。

Sub Main()
    Dim example As New ExampleClass
    Dim arg1 As Long = 10
    Dim arg2 As Integer = 5

    ' The following statement calls the extension method.
    example.exampleMethod(arg1)
    ' The following statement calls the instance method.
    example.exampleMethod(arg2)
End Sub

次は、2 つのメソッド間でパラメーターのデータ型が逆になっています。

Class ExampleClass
    ' Define an instance method named ExampleMethod.
    Public Sub ExampleMethod(ByVal m As Long)
        Console.WriteLine("Instance method")
    End Sub
End Class

<Extension()> 
Sub ExampleMethod(ByVal ec As ExampleClass, 
                  ByVal n As Integer)
    Console.WriteLine("Extension method")
End Sub

今回は、Main 内のコードはどちらの場合でもインスタンス メソッドを呼び出します。 これは、arg1 と arg2 は Long へ拡大変換され、どちらの場合でも拡張メソッドよりインスタンス メソッドの方が優先されるためです。

Sub Main()
    Dim example As New ExampleClass
    Dim arg1 As Long = 10
    Dim arg2 As Integer = 5

    ' The following statement calls the instance method.
    example.ExampleMethod(arg1)
    ' The following statement calls the instance method.
    example.ExampleMethod(arg2)
End Sub

つまり、既存のインスタンス メソッドの代わりに拡張メソッドを使用することはできません。 ただし、拡張メソッドとインスタンス メソッドの名前が同じでもシグネチャが競合しない場合は、両方のメソッドを使用できます。 たとえば、クラス ExampleClass に引数を使用しない ExampleMethod という名前のメソッドがあるとします。拡張メソッドの名前がそのメソッドと同じでもシグネチャが違えば、その拡張メソッドを使用することは可能です。次に例を示します。

Imports System.Runtime.CompilerServices

Module Module3

    Sub Main()
        Dim ex As New ExampleClass
        ' The following statement calls the extension method.
        ex.ExampleMethod("Extension method")
        ' The following statement calls the instance method.
        ex.ExampleMethod()
    End Sub

    Class ExampleClass
        ' Define an instance method named ExampleMethod.
        Public Sub ExampleMethod()
            Console.WriteLine("Instance method")
        End Sub
    End Class

    <Extension()> 
    Sub ExampleMethod(ByVal ec As ExampleClass, 
                  ByVal stringParameter As String)
        Console.WriteLine(stringParameter)
    End Sub

End Module

このコードの出力は次のようになります。

Extension method
Instance method

プロパティの場合、状況はより単純です。拡張メソッドの名前がそのクラスのプロパティと同じである場合、その拡張メソッドは非表示になり、アクセスできません。

拡張メソッドの優先順位

2 つの拡張メソッドのシグネチャが同じで、そのいずれもスコープに入っていてアクセスが可能な場合は、優先順位の高い方が呼び出されます。 拡張メソッドの優先順位は、メソッドをスコープに組み入れる方法に基づいています。 優先順位の高い方から低い方へと並べると、次のようになります。

  1. 現在のモジュールの中で定義されている拡張メソッド。

  2. 現在の名前空間の方がその親に相当する名前空間よりも優先順位が高ければ、現在の名前空間またはそのいずれかの親に相当する名前空間にあるデータ型の中で定義されている拡張メソッド。

  3. 現在のファイルの型インポートの中で定義されている拡張メソッド。

  4. 現在のファイルの名前空間インポートの中で定義されている拡張メソッド。

  5. プロジェクト レベルの型インポートの中で定義されている拡張メソッド。

  6. プロジェクト レベルの名前空間インポートの中で定義されている拡張メソッド。

優先順位を適用してもあいまいさが残る場合は、完全修飾名を使用して、呼び出すメソッドを指定できます。 先ほどの例の Print メソッドが StringExtensions という名前のモジュールで定義されていれば、完全修飾名は StringExtensions.Print(example) ではなく example.Print() になります。

関連項目