C# 中的委託

引言
委託 和 事件在 .Net Framework中的應用非常廣泛,然而,較好地理解委託和事件對很多接觸C#時間不長的人來說並不容易。它們就像是一道檻兒,過了這個檻的人,覺得真是太容易了,而沒有過去的人每次見到委託和事件就覺得心裏別(biè)得慌,混身不自在。本文中,我將通過兩個範例由淺入深地講述什麼是委託、爲什麼要使用委託、事件的由來、.Net Framework中的委託和事件、委託和事件對Observer設計模式的意義,對它們的中間代碼也做了討論。

將方法作爲方法的參數
我們先不管這個標題如何的繞口,也不管委託究竟是個什麼東西,來看下面這兩個最簡單的方法,它們不過是在屏幕上輸出一句問候的話語:

1 public void GreetPeople(string name) {
2 // 做某些額外的事情,比如初始化之類,此處略
3 EnglishGreeting(name);
4 }
1 public void EnglishGreeting(string name) {
2 Console.WriteLine("Morning, " + name);
3 }
暫且不管這兩個方法有沒有什麼實際意義。GreetPeople用於向某人問好,當我們傳遞代表某人姓名的name參數,比如說“JiYF”,進去的時候,在這個方法中,將調用EnglishGreeting方法,再次傳遞name參數,EnglishGreeting則用於向屏幕輸出 “Morning, JiYF”。

現在假設這個程序需要進行全球化,哎呀,不好了,我是中國人,我不明白“Morning”是什麼意思,怎麼辦呢?好吧,我們再加個中文版的問候方法:

1 public void ChineseGreeting(string name){
2 Console.WriteLine("早上好, " + name);
3 }
這時候,GreetPeople也需要改一改了,不然如何判斷到底用哪個版本的Greeting問候方法合適呢?在進行這個之前,我們最好再定義一個枚舉作爲判斷的依據:

1 public enum Language{
2 English, Chinese
3 }
複製代碼
1 public void GreetPeople(string name, Language lang){
2 //做某些額外的事情,比如初始化之類,此處略
3 swith(lang){
4 case Language.English:
5 EnglishGreeting(name);
6 break;
7 case Language.Chinese:
8 ChineseGreeting(name);
9 break;
10 }
11 }
複製代碼
OK,儘管這樣解決了問題,但我不說大家也很容易想到,這個解決方案的可擴展性很差,如果日後我們需要再添加韓文版、日文版,就不得不反覆修改枚舉和GreetPeople()方法,以適應新的需求。

在考慮新的解決方案之前,我們先看看 GreetPeople的方法簽名:

1 public void GreetPeople(string name, Language lang)
我們僅看 string name,在這裏,string 是參數類型,name 是參數變量,當我們賦給name字符串“jimmy”時,它就代表“jimmy”這個值;當我們賦給它“張子陽”時,它又代表着“張子陽”這個值。然後,我們可以在方法體內對這個name進行其他操作。哎,這簡直是廢話麼,剛學程序就知道了。

如果你再仔細想想,假如GreetPeople()方法可以接受一個參數變量,這個變量可以代表另一個方法,當我們給這個變量賦值 EnglishGreeting的時候,它代表着 EnglsihGreeting() 這個方法;當我們給它賦值ChineseGreeting 的時候,它又代表着ChineseGreeting()方法。我們將這個參數變量命名爲 MakeGreeting,那麼不是可以如同給name賦值時一樣,在調用 GreetPeople()方法的時候,給這個MakeGreeting 參數也賦上值麼(ChineseGreeting或者EnglsihGreeting等)?然後,我們在方法體內,也可以像使用別的參數一樣使用MakeGreeting。但是,由於MakeGreeting代表着一個方法,它的使用方式應該和它被賦的方法(比如ChineseGreeting)是一樣的,比如:

1 MakeGreeting(name);
好了,有了思路了,我們現在就來改改GreetPeople()方法,那麼它應該是這個樣子了:

1 public void GreetPeople(string name, * MakeGreeting){
2 MakeGreeting(name);
3 }
注意到 * ,這個位置通常放置的應該是參數的類型,但到目前爲止,我們僅僅是想到應該有個可以代表方法的參數,並按這個思路去改寫GreetPeople方法,現在就出現了一個大問題:這個代表着方法的MakeGreeting參數應該是什麼類型的?

NOTE:這裏已不再需要枚舉了,因爲在給MakeGreeting賦值的時候動態地決定使用哪個方法,是ChineseGreeting還是 EnglishGreeting,而在這個兩個方法內部,已經對使用“morning”還是“早上好”作了區分。

聰明的你應該已經想到了,現在是委託該出場的時候了,但講述委託之前,我們再看看MakeGreeting參數所能代表的 ChineseGreeting()和EnglishGreeting()方法的簽名:

public void EnglishGreeting(string name)
public void ChineseGreeting(string name)
如同name可以接受String類型的“true”和“1”,但不能接受bool類型的true和int類型的1一樣。MakeGreeting的 參數類型定義 應該能夠確定 MakeGreeting可以代表的方法種類,再進一步講,就是MakeGreeting可以代表的方法 的 參數類型和返回類型。

於是,委託出現了:它定義了MakeGreeting參數所能代表的方法的種類,也就是MakeGreeting參數的類型。

NOTE:如果上面這句話比較繞口,我把它翻譯成這樣:string 定義了name參數所能代表的值的種類,也就是name參數的類型。

本例中委託的定義:

1 public delegate void GreetingDelegate(string name);
可以與上面EnglishGreeting()方法的簽名對比一下,除了加入了delegate關鍵字以外,其餘的是不是完全一樣?

現在,讓我們再次改動GreetPeople()方法,如下所示:

1 public void GreetPeople(string name, GreetingDelegate MakeGreeting){
2 MakeGreeting(name);
3 }
如你所見,委託GreetingDelegate出現的位置與 string相同,string是一個類型,那麼GreetingDelegate應該也是一個類型,或者叫類(Class)。但是委託的聲明方式和類卻完全不同,這是怎麼一回事?實際上,委託在編譯的時候確實會編譯成類。因爲Delegate是一個類,所以在任何可以聲明類的地方都可以聲明委託。更多的內容將在下面講述,現在,請看看這個範例的完整代碼:

複製代碼
1 using System;
2 using System.Collections.Generic;
3 using System.Text;
4
5 namespace Delegate {
6 //定義委託,它定義了可以代表的方法的類型
7 public delegate void GreetingDelegate(string name);
8 class Program {
9
10 private static void EnglishGreeting(string name) {
11 Console.WriteLine("Morning, " + name);
12 }
13
14 private static void ChineseGreeting(string name) {
15 Console.WriteLine("早上好, " + name);
16 }
17
18 //注意此方法,它接受一個GreetingDelegate類型的方法作爲參數
19 private static void GreetPeople(string name, GreetingDelegate MakeGreeting) {
20 MakeGreeting(name);
21 }
22
23 static void Main(string[] args) {
24 GreetPeople("Jimmy Zhang", EnglishGreeting);
25 GreetPeople("張子陽", ChineseGreeting);
26 Console.ReadKey();
27 }
28 }
29 }
複製代碼
輸出如下:
Morning, Jimmy Zhang
早上好, 張子陽

我們現在對委託做一個總結:

委託是一個類,它定義了方法的類型,使得可以將方法當作另一個方法的參數來進行傳遞,這種將方法動態地賦給參數的做法,可以避免在程序中大量使用If-Else(Switch)語句,同時使得程序具有更好的可擴展性。

將方法綁定到委託
看到這裏,是不是有那麼點如夢初醒的感覺?於是,你是不是在想:在上面的例子中,我不一定要直接在GreetPeople()方法中給 name參數賦值,我可以像這樣使用變量:

複製代碼
1 static void Main(string[] args) {
2 string name1, name2;
3 name1 = "Jimmy Zhang";
4 name2 = "張子陽";
5
6 GreetPeople(name1, EnglishGreeting);
7 GreetPeople(name2, ChineseGreeting);
8 Console.ReadKey();
9 }
複製代碼
而既然委託GreetingDelegate 和 類型 string 的地位一樣,都是定義了一種參數類型,那麼,我是不是也可以這麼使用委託?

複製代碼
1 static void Main(string[] args) {
2 GreetingDelegate delegate1, delegate2;
3 delegate1 = EnglishGreeting;
4 delegate2 = ChineseGreeting;
5
6 GreetPeople("Jimmy Zhang", delegate1);
7 GreetPeople("張子陽", delegate2);
8 Console.ReadKey();
9 }
複製代碼
如你所料,這樣是沒有問題的,程序一如預料的那樣輸出。這裏,我想說的是委託不同於string的一個特性:可以將多個方法賦給同一個委託,或者叫將多個方法綁定到同一個委託,當調用這個委託的時候,將依次調用其所綁定的方法。在這個例子中,語法如下:

複製代碼
1 static void Main(string[] args) {
2 GreetingDelegate delegate1;
3 delegate1 = EnglishGreeting; // 先給委託類型的變量賦值
4 delegate1 += ChineseGreeting; // 給此委託變量再綁定一個方法
5
6 // 將先後調用 EnglishGreeting 與 ChineseGreeting 方法
7 GreetPeople("Jimmy Zhang", delegate1);
8 Console.ReadKey();
9 }
複製代碼
輸出爲:
Morning, Jimmy Zhang
早上好, Jimmy Zhang

實際上,我們可以也可以繞過GreetPeople方法,通過委託來直接調用EnglishGreeting和ChineseGreeting:

複製代碼
1 static void Main(string[] args) {
2 GreetingDelegate delegate1;
3 delegate1 = EnglishGreeting; // 先給委託類型的變量賦值
4 delegate1 += ChineseGreeting; // 給此委託變量再綁定一個方法
5
6 // 將先後調用 EnglishGreeting 與 ChineseGreeting 方法
7 delegate1 ("Jimmy Zhang");
8 Console.ReadKey();
9 }
複製代碼
NOTE:這在本例中是沒有問題的,但回頭看下上面GreetPeople()的定義,在它之中可以做一些對於EnglshihGreeting和ChineseGreeting來說都需要進行的工作,爲了簡便我做了省略。

注意這裏,第一次用的“=”,是賦值的語法;第二次,用的是“+=”,是綁定的語法。如果第一次就使用“+=”,將出現“使用了未賦值的局部變量”的編譯錯誤。

我們也可以使用下面的代碼來這樣簡化這一過程:

1 GreetingDelegate delegate1 = new GreetingDelegate(EnglishGreeting);
2 delegate1 += ChineseGreeting; // 給此委託變量再綁定一個方法
看到這裏,應該注意到,這段代碼第一條語句與實例化一個類是何其的相似,你不禁想到:上面第一次綁定委託時不可以使用“+=”的編譯錯誤,或許可以用這樣的方法來避免:

1 GreetingDelegate delegate1 = new GreetingDelegate();
2 delegate1 += EnglishGreeting; // 這次用的是 “+=”,綁定語法。
3 delegate1 += ChineseGreeting; // 給此委託變量再綁定一個方法
但實際上,這樣會出現編譯錯誤: “GreetingDelegate”方法沒有采用“0”個參數的重載。儘管這樣的結果讓我們覺得有點沮喪,但是編譯的提示:“沒有0個參數的重載”再次讓我們聯想到了類的構造函數。我知道你一定按捺不住想探個究竟,但再此之前,我們需要先把基礎知識和應用介紹完。

既然給委託可以綁定一個方法,那麼也應該有辦法取消對方法的綁定,很容易想到,這個語法是“-=”:

複製代碼
1 static void Main(string[] args) {
2 GreetingDelegate delegate1 = new GreetingDelegate(EnglishGreeting);
3 delegate1 += ChineseGreeting; // 給此委託變量再綁定一個方法
4
5 // 將先後調用 EnglishGreeting 與 ChineseGreeting 方法
6 GreetPeople("Jimmy Zhang", delegate1);
7 Console.WriteLine();
8
9 delegate1 -= EnglishGreeting; //取消對EnglishGreeting方法的綁定
10 // 將僅調用 ChineseGreeting
11 GreetPeople("張子陽", delegate1);
12 Console.ReadKey();
13 }
複製代碼
輸出爲:
Morning, Jimmy Zhang
早上好, Jimmy Zhang
早上好, 張子陽

讓我們再次對委託作個總結:

使用委託可以將多個方法綁定到同一個委託變量,當調用此變量時(這裏用“調用”這個詞,是因爲此變量代表一個方法),可以依次調用所有綁定的方法。

以上就是關於委託的講解,轉子:張子陽的博客http://www.tracefact.net/CSharp-Programming/Delegates-and-Events-in-CSharp.aspx

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