C#中如何让类的集合扩展方法访问该类的私有字段？

C# 没有C++的friend关键字，但有以下几种符合语言规范的优雅实现方式：

方案1：将合并逻辑作为静态方法放在Solid类内部（最推荐，无额外配置） #

Solid类自身的成员天然可以访问私有字段，直接在类内实现批量合并逻辑即可，不需要依赖扩展方法：

class Solid
{ 
    private Faces[] f;
    // 其他原有逻辑

    public static Solid Merge(IList<Solid> solids)
    {
        var allFaces = solids.SelectMany(s => s.f).ToArray();
        return Build(allFaces);
    }

    private static Solid Build(Faces[] faces)
    {
        // 原有Build逻辑
    }
}

调用方式也很直观：var merged = Solid.Merge(solidList);

方案2：用Internal访问符 + InternalsVisibleTo特性（适配扩展方法语法要求） #

如果你一定要保留扩展方法的调用形式，可以通过限定访问范围的方式暴露私有字段的访问权，这也是C#官方提供的类friend能力实现：

1. 给Solid加一个只读internal属性暴露私有字段f
2. 给程序集添加InternalsVisibleTo特性，仅开放给扩展方法所在的程序集访问，不会泄露给其他无关代码

// 你的程序集的AssemblyInfo.cs里添加
[assembly: InternalsVisibleTo("你的扩展方法类所在的程序集名称")]

// Solid类代码
class Solid
{ 
    private Faces[] f;
    // 仅同程序集或指定友元程序集可访问
    internal Faces[] Faces => f;
}

// 扩展方法类代码
public static class SolidExtensions
{
    public static Solid Merge(this IList<Solid> solids)
    {
        var allFaces = solids.SelectMany(s => s.Faces).ToArray();
        return Build(allFaces);
    }
}

方案3：嵌套扩展方法类到Solid内部（完全不对外暴露私有字段） #

如果不希望私有字段的访问权泄露给同程序集的其他类，可以把扩展方法类嵌套在Solid内部，嵌套类天然拥有外部类的私有成员访问权限：

class Solid
{ 
    private Faces[] f;
    // 其他原有逻辑

    public static class Extensions
    {
        public static Solid Merge(this IList<Solid> solids)
        {
            var allFaces = solids.SelectMany(s => s.f).ToArray();
            return Build(allFaces);
        }
    }

    private static Solid Build(Faces[] faces)
    {
        // 原有Build逻辑
    }
}

调用前只需要引用Solid.Extensions这个命名空间即可，和普通扩展方法用法完全一致。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Jianjie