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C#中的委託入門到精通

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裡堵得慌,渾身不自在。本章中,我將由淺入深地講述什麼是委託、為什麼要使用委託、事件的由來、.NET Framework 中的委託和事件、委託中方法異常和超時的處理、委託與非同步程式設計、委託和事件對Observer 設計模式的意義,對它們的編譯程式碼也做了討論。

1.1 理解委託

1.1.1 將方法作為方法的引數

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,它們不過是在螢幕上輸出一句問候的話語:

public void GreetPeople(string name)
{
    EnglishGreeting(name);
}
 
public void EnglishGreeting(string name)
{
    Console.WriteLine("Good Morning, " + name);
}

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 引數,比如說“Liker”進去的時候,在這個方法中,將呼叫 EnglishGreeting 方法,再次傳遞 name 引數,EnglishGreeting 則用於向螢幕輸出 “Good Morning, Liker”。

現在假設這個程式需要進行全球化,哎呀,不好了,我是中國人,我不明白“Good 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:

public void ChineseGreeting(string name)
{
    Console.WriteLine("早上好, " + name);
}

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列舉作為判斷的依據:

public enum Language
{
    English, Chinese
}

public void GreetPeople(string name, Language lang)
{
    switch (lang)
    {
        case Language.English:
            EnglishGreeting(name);
            break;
        case Language.Chinese:
            ChineseGreeting(name);
            break;
    }
}

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充套件性很差,如果日後我們需要再新增韓文版、日文版,就不得不反覆修改列舉和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:

public void GreetPeople(string name, Language lang);

我們僅看 string name,在這裡,string 是引數型別,name 是引數變數,當我們賦給 name 字串“Liker”時,它就代表“Liker”這個值;當我們賦給它“李志中”時,它又代表著“李志中”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,剛學程式就知道了。

如果你再仔細想想,假如 GreetPeople() 方法可以接受一個引數變數,這個變數可以代表另一個方法,當我們給這個變數賦值 EnglishGreeting 的時候,它代表著 EnglsihGreeting() 這個方法;當我們給它賦值ChineseGreeting 的時候,它又代表著 ChineseGreeting() 法。我們將這個引數變數命名為 MakeGreeting,那麼不是可以如同給 name 賦值時一樣,在呼叫 GreetPeople()方法的時候,給這個MakeGreeting 引數也賦上值麼(ChineseGreeting 或者EnglsihGreeting 等)?然後,我們在方法體內,也可以像使用別的引數一樣使用MakeGreeting。但是,由於 MakeGreeting 代表著一個方法,它的使用方式應該和它被賦的方法(比如ChineseGreeting)是一樣的,比如: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:

public void GreetPeople(string name, *** MakeGreeting)
{
       MakeGreeting(name);
}

注意到 *** ,這個位置通常放置的應該是引數的型別,但到目前為止,我們僅僅是想到應該有個可以代表方法的引數,並按這個思路去改寫 GreetPeople 方法,現在就出現了一個大問題:這個代表著方法的 MakeGreeting 引數應該是什麼型別的?

說明:這裡已不再需要枚舉了,因為在給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“Good 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 引數所能代表的 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 型別的“true”和“1”,但不能接受bool 型別的true 和int 型別的1 一樣。MakeGreeting 的引數型別定義應該能夠確定 MakeGreeting 可以代表的方法種類,再進一步講,就是 MakeGreeting 可以代表的方法的引數型別和返回型別。 於是,委託出現了:它定義了 MakeGreeting 引數所能代表的方法的種類,也就是 MakeGreeting 引數的型別。 本例中委託的定義:

public delegate void GreetingDelegate(string name);

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:

public delegate void GreetingDelegate(string name);
public void GreetPeople(string name, GreetingDelegate MakeGreeting)
{
    MakeGreeting(name);
}

如你所見,委託 GreetingDelegate 出現的位置與 string 相同,string 是一個型別,那麼 GreetingDelegate 應該也是一個型別,或者叫類(Class)。但是委託的宣告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。因為 Delegate 是一個類,所以在任何可以宣告類的地方都可以宣告委託。更多的內容將在下面講述,現在,請看看這個範例的完整程式碼:

public delegate void GreetingDelegate(string name);
 
class Program
{
    private static void EnglishGreeting(string name)
    {
        Console.WriteLine("Good Morning, " + name);
    }
 
    private static void ChineseGreeting(string name)
    {
        Console.WriteLine("早上好, " + name);
    }
 
    private static void GreetPeople(string name, GreetingDelegate MakeGreeting)
    {
        MakeGreeting(name);
    }
 
    static void Main(string[] args)
    {
        GreetPeople("Liker", EnglishGreeting);
        GreetPeople("李志中", ChineseGreeting);
        Console.ReadLine();
    }
}

我們現在對委託做一個總結:委託是一個類,它定義了方法的型別,使得可以將方法當作另一個方法的引數來進行傳遞,這種將方法動態地賦給引數的做法,可以避免在程式中大量使用If … Else(Switch)語句,同時使得程式具有更好的可擴充套件性。

1.1.2 將方法繫結到委託

看到這裡,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 引數賦值,我可以像這樣使用變數:

static void Main(string[] args)
{
    GreetPeople("Liker", EnglishGreeting);
    GreetPeople("李志中", ChineseGreeting);
    Console.ReadLine();
}

而既然委託 GreetingDelegate 和型別 string 的地位一樣,都是定義了一種引數型別,那麼,我是不是也可以這麼使用委託?

static void Main(string[] args)
{
    GreetingDelegate delegate1, delegate2;
    delegate1 = EnglishGreeting;
    delegate2 = ChineseGreeting;
    GreetPeople("Liker", delegate1);
    GreetPeople("李志中", delegate2);
    Console.ReadLine();
}

如你所料,這樣是沒有問題的,程式一如預料的那樣輸出。這裡,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,或者叫將多個方法繫結到同一個委託,當呼叫這個委託的時候,將依次呼叫其所繫結的方法。在這個例子中,語法如下:

static void Main(string[] args)
{
    GreetingDelegate delegate1;
    delegate1 = EnglishGreeting; 
    delegate1 += ChineseGreeting;
    GreetPeople("Liker", delegate1);
    Console.ReadLine();
}

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

static void Main(string[] args)
{
    GreetingDelegate delegate1;
    delegate1 = EnglishGreeting;
    delegate1 += ChineseGreeting; 
    delegate1("Liker");
    Console.ReadLine();
}

說明: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,為了簡便我做了省略。

注意這裡,第一次用的“=”,是賦值的語法;第二次,用的是“+=”,是繫結的語法。如果第一次就使用“+=”,將出現“使用了未賦值的區域性變數”的編譯錯誤。我們也可以使用下面的程式碼來這樣簡化這一過程:

GreetingDelegate delegate1 = new GreetingDelegate(EnglishGreeting);
delegate1 += ChineseGreeting;

既然給委託可以繫結一個方法,那麼也應該有辦法取消對方法的繫結,很容易想到,這個語法是“-=”:

static void Main(string[] args)
{
    GreetingDelegate delegate1 = new GreetingDelegate(EnglishGreeting);
    delegate1 += ChineseGreeting;
    GreetPeople("Liker", delegate1);
    Console.WriteLine();
    
    delegate1 -= EnglishGreeting;
    GreetPeople("李志中", delegate1);
    Console.ReadLine();
}

 讓我們再次對委託作個總結:

使用委託可以將多個方法繫結到同一個委託變數,當呼叫此變數時(這裡用“呼叫”這個詞,是因為此變數代表一個方法),可以依次呼叫所有繫結的方法。