확장 메서드란 무엇일까?

안녕하세요!

이번 글에서는 C# 및 VB.NET 에서 사용할 수 있는 기능 중 하나인 확장 메서드(Extension Method)에 대해 알아보려고 합니다.

확장 메서드(MSDN 링크) 는 C# 3.0부터 추가된 기능으로 미리 정의된 형식에 사용자 정의 함수를 확장(추가)시키는 작업을 수행합니다.

이 글에서는 예로 string 형식에 Print라는 함수를 확장하는 것을 들텐데요, 일반적인 경우라면 형식에 메서드를 추가하기 위해서는 해당 형식의 소스 코드가 필요합니다. string 형식은 mscorlib (Multi-language Standard Common Object Runtime Library, 다국어 표준 공용 언어 런타임 라이브러리) 프로젝트에 포함되어 있으며, 변경 후에는 이 프로젝트를 다시 빌드하여 어셈블리를 만들어야 합니다. (string 형식 소스 코드, GitHub)

하지만, 확장 메서드를 사용한다면 해당 형식의 코드를 변경하지 않고 내 코드에서 어떤 형식이던지 메서드를 확장시킬 수가 있게 됩니다.

그럼 도대체 확장 메서드는 어떻게 사용할까요?

확장 메서드는 정의는 정적으로, 사용은 인스턴스 메서드처럼 사용하게 됩니다.

(이게 무슨 말같지도 않은 소리야..?)

정적 메서드는 해당 메서드를 정의하고 있는 클래스의 개체를 생성하지 않고 사용할 수 있습니다.

개체를 생성한다는 것은 new 키워드 등을 사용하여 클래스를 초기화하는 것을 의미합니다. 단, new 키워드를 직접적으로 사용하지 않고 다른 메서드 등을 통해서 호출하는 경우에도 내부적으로는 new 키워드를 사용하므로 이 경우에 해당합니다.

정적 메서드 (C#)

class ExampleClass {
    public static void StaticMethod() {
        Console.WriteLine("Hello from StaticMethod");
    }

    /* 중략 */
    
    public static void Main(string[] args) {
        ExampleClass.StaticMethod();
    }
}

반대로 인스턴스 메서드의 경우는 반드시 클래스의 개체 생성 과정을 거친 후에만 사용할 수 있습니다.

인스턴스 메서드 (C#)

class ExampleClass {
    public void InstanceMethod() {
        Console.WriteLine("Hello from StaticMethod");
    }

    /* 중략 */
    
    public static void Main(string[] args) {
        ExampleClass.InstanceMethod(); // 호출 불가능
        
        ExampleClass exampleClass = new ExampleClass();
        exampleClass.InstanceMethod();
    }
}

그럼 확장 메서드는 도대체 어떻게 정의되고 사용되는걸까요?

서두에서 말씀드렸다시피 "정적 메서드처럼 정의하면서 사용은 인스턴스 메서드처럼 한다"... 감이 안오실텐데요,
한 번 코드로 먼저 살펴보도록 합시다.

중요: 확장 메서드는 정적 클래스에서만 정의할 수 있습니다.
사용하실 땐 확장 메서드를 정의하고 있는 클래스가 포함된 네임스페이스를 포함(using)해줌으로서 가능합니다.

확장 메서드의 정의 및 사용 (C#)

static class ExtensionMethods {
    public static void Print(this string s) {
        Console.WriteLine(s);
    }
}

class ExampleClass {
    public static void Main(string[] args) {
        string text = "Hello from ExtensionMethods";
        
        // 아래의 두 코드는 동일한 결과가 나옵니다.
        "Hello from ExtensionMethods".Print();
        text.Print();
    }
}

정의는 정적 메서드로, 사용은 인스턴스 메서드처럼 한다는 말의 뜻이 이해가 가시나요?

위의 코드를 보시면 정적 메서드로 정의하긴 했는데... 매개변수에 평소 알고 있던 정의와는 다르게 this가 들어가 있습니다.

확장 메서드는 정적 메서드처럼 정의하되, 첫번째 매개변수에는 어떤 형식의 확장 메서드인지를 결정하게 됩니다.

this 형식 매개변수_이름 의 형태인데요, 위 코드에서는 this string s 부분이 해당됩니다.
확장 메서드를 추가하기 전에는 string 형식에 Print 라는 메서드가 없지만, 확장 메서드를 추가한 이후에는 string 형식에 Print 라는 메서드가 생겨있는 것을 보실 수 있습니다.

미리 정의된 메서드와 확장 메서드는 아이콘으로도 구분되어 있습니다.
미리 정의된 메서드가 보라색 정육면체 아이콘이고, 확장 메서드는 아래 화살표가 추가되어 있습니다.

그럼 여기서 의문점이 하나 생기실 수 있는데요, 기존 정의된 메서드와 동일한 이름을 갖는 확장 메서드는 어떻게 되나요?

매개 변수의 형식과 갯수까지 같을 경우 기존 정의된 메서드가 실행됩니다. 확장 메서드의 우선 순위는 인스턴스 메서드보다 낮기 때문에 동일한 메서드 이름을 사용하는 것은 피하셔야 합니다.

정리해서 결론을 말씀드리면, 확장 메서드는 기존 형식의 코드 변경 없이 사용자 임의로 만든 메서드를 대상 형식에 추가시킬 수 있도록 도와주는 메서드입니다. 레고 블럭처럼 이미 완성된 작품에 덧붙일 수 있죠. 다만, 과하게 사용한다면 혼란을 야기할 수 있겠죠.

지금까지 확장 메서드에 대해서 설명드렸는데요! 잘 이해가 가지 않으시거나 어려운 부분/ 혹은 틀린 부분을 발견하셨다면 댓글로 남겨주세요.

긴 글 읽어주셔서 감사합니다.