‫ایندکسرهای الحاقی (Extension Indexers) در C# 15

چکیده: با تکامل روزافزون زبان سی‌شارپ (#C)، ویژگی اعضای الحاقی (Extension Members) گام‌های بزرگی به سمت بهبود قابلیت خوانایی و بیان‌گری کد برداشته است. پس از ارتقای اعضای الحاقی در نسخه‌های اخیر، نسخه C# 15 قابلیت جدیدی تحت عنوان ایندکسرهای الحاقی (Extension Indexers) را معرفی کرده است. این ویژگی به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد بدون دستکاری سورس‌کد اصلی یا دسترسی به تعریف یک نوع (Type)، نحوه دسترسی شاخصی (Syntax []) را برای انواع موجود فراهم کنند. این مقاله به بررسی ساختار سینتکسی، نحوه اعلان، تحلیل فنی زیرساختی، ملاحظات عملکردیو بهترین الگوی مصرف این قابلیت جدید در اکوسیستم دات‌نت می‌پردازد.

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

namespace CSharp15Features
{
    public static class SequenceIndexerExtensions
    {
        // تعریف بلوک توسعه روی IEnumerable<int> به همراه نام پارامتر receiver (sequence)
        extension(IEnumerable<int> sequence)
        {
            // تعریف ایندکسر فقط-خواندنی (Get-only Indexer)
            public int this[int index] => sequence.ElementAt(index);
        }
    }
}

IEnumerable<int> numbers = Enumerable.Range(1, 10);

// فراخوانی ایندکسر توسعه دقیقا مشابه یک ایندکسر ذاتی روی نوع
int thirdElement = numbers[2]; 

Console.WriteLine(thirdElement); // خروجی: 3

• اگر دنباله ورودی یک لیست نباشد، ElementAt باید دنباله را پیمایش کند تا به عنصر مورد نظر برسد؛ یعنی پیچیدگی اجرای numbers[900000] برابر با O(N) خواهد بود.
• هشدار: ظاهر کد این احساس اشتباه را به توسعه‌دهنده می‌دهد که با یک عملیات فوق‌العاده سریع O(1) روبرو است، در حالیکه در باطن ممکن است یک پیمایش سنگین سنگین O(N) رخ دهد.

public static class EnumerableExtensions
{
    extension<T>(IEnumerable<T> sequence)
    {
        public T this[int index]
        {
            get
            {
                // بهینه‌سازی: اگر ساختار داده از قبل Indexable است، سریعاً دسترسی مستقیم داده شود
                if (sequence is IReadOnlyList<T> readOnlyList)
                    return readOnlyList[index];

                if (sequence is IList<T> list)
                    return list[index];

                // در غیر این صورت، پیمایش LINQ انجام می‌شود (O(N))
                return sequence.ElementAt(index);
            }
        }
    }
}