확장 메서드 (Extension Method)

확장 메서드는 이미 정의된 클래스에 새로운 메서드를 추가할 수 있게 해주는 기능입니다.
이 기능은 기존 클래스의 내부 코드를 수정하지 않고 마치 새로운 인스턴스 메서드를 정의하는 것처럼 추가할 수 있습니다.

일반적으로 기존 클래스의 메서드를 확장하는 방법으로는 상속이 있는데, sealed로 봉인된 클래스는 상속 받을 수 없고, 새로운 기능으로 확장하기 위해서는 새로운 클래스명을 써야하는데, 마치 기존 클래스의 기능인 것처럼 사용하고 싶을 때가 있습니다.

예를 들어, sealed 클래스인 string은 상속 받을 수 없습니다.

class NewString : String    // sealed 형식 'string'에서 파생될 수 없습니다.
{
}

이때, 확장 메서드를 사용하면, 마치 새로운 인스턴스 메서드를 정의하는 것처럼 추가할 수 있습니다.

확장 메서드 정의

확장 메서드는 static 클래스로 정의되며, 확장할 메서드도 static이어야 합니다. 또한, 첫 번째 매개변수는 확장될 클래스의 인스턴스를 나타내야 하며, 앞에 this 키워드가 붙습니다.

static class ExtendString
{
    public static void CustomMethod(this string str)
    {
        Console.WriteLine($"Custom: {str}");
    }
}

internal class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        "Hello".CustomMethod(); // Custom: Hello
    }
}

그렇게 정의된 static 메서드는 this로 지정된 클래스 인스턴스의 인스턴스 메서드처럼 호출할 수 있습니다.
(물론, 확장 메서드가 다른 네임스페이스에 정의되어 있다면, 확장 메서드를 사용하는 네임스페이스를 using 지시문으로 포함해야 합니다.)

즉, static 메서드 호출을 인스턴스 메서드를 호출하듯이 문법적인 지원을 해주는 것이 확장 메서드입니다.
문법적으로 인스턴스 메서드를 호출하는 것처럼 지원하지만, 사실 확장 메서드는 컴파일 타임에 바인딩되며, 실제로는 정적 메서드 호출로 변환됩니다.

정리

1. 정적 클래스와 정적 메서드: 확장 메서드를 정의하는 클래스는 반드시 static이어야 하며, 확장 메서드 자체도 static이어야 합니다.
2. 첫 번째 매개변수: 확장할 클래스의 인스턴스를 첫 번째 매개변수로 받으며, this 키워드를 사용해야 합니다.
3. 네임스페이스: 확장 메서드를 사용하려면 해당 메서드가 정의된 네임스페이스를 using 지시문으로 포함해야 합니다.
4. 컴파일 타임: 확장 메서드는 컴파일 타임에 바인딩되며, 실제로는 정적 메서드 호출로 변환됩니다.