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委托

什么是委托

C#的委托类似于C或C++中函数的指针,委托是一种存着对某个方法引用的引用类型变量,引用在运行时可以被改变。或者可以这么理解,我们将委托理解为方法的抽象,也就是方法的模板,至于这个方法是怎么样的,就由方法自己去实现。

我们知道接口的最大好处就是可以实现多态,同理,委托是可以实现方法的多态,当我们想调用某个具体方法的时候,我们不直接调用这个方法,而是去调用这个委托。当然,我们必须在具体方法和委托之间建立某种关联。

委托常被用于事件和回调方法。所有委托都派生自System.Delegate类。

定义一个委托

委托使用关键字delegate来定义,语法如下:

delegate <return type> <delegate-name> (params)

例如我们定义一个具体的委托:

public delegate void Test();

这就定义了一个没有返回值和参数的委托,并且语法根定义抽象方法很类似,只不过多了一个delegate关键字。

注意

  • 委托的定义一般放到类的外部,因为大多数委托将会被频繁调用。如果定义到类的内部,则只有本类可以直接使用该委托,其他的必须通过类成员才能调用。

  • 如果委托定义到类外部,一般定义为public,便于外部调用。

  • 定义到类内部时,不能在方法中定义委托。

接下来,我们开始讲如何使用委托。

方法作为方法参数

我们先不管这个标题怎么理解,先看下面的示例代码,它们的作用就是在屏幕上输出一段话:

namespace Test
{
    class Program
    {
        public static void Hello(string name)
        {
            EnglishHello(name);
        }

        public static void EnglishHello(string name)
        {
            Console.WriteLine("Hello,{0}",name);
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            Hello("Liker") ;
        }
    }
}

Hello 用于向某人问好,当我们传递代表某人姓名的 name 参数,比如说“Jone”进去的时候,在这个方法中,将调用 EnglishHello方法,再次传递 name 参数,EnglishHello则用于向屏幕输出 “Hello, Jone”。

现在假设这个程序需要进行全球化,哎呀,不好了,我是中国人,我不明白“Hello”是什么意思,怎么办呢?好吧,我们再加个中文版的问候方法:

public static void ChineseHello(string name)
{
	Console.WriteLine("你好,{0}",name);
}

这时候,Hello也需要改一改了,不然如何判断到底用哪个版本的 问候方法合适呢?在进行这个之前,我们最好再定义一个枚举作为判断的依据:

public enum Language
{
    English, Chinese
}
 
public static void Hello(string name, Language lang)
{
    switch (lang)
    {
        case Language.English:
            EnglishHello(name);
            break;
        case Language.Chinese:
            ChineseHello(name);
            break;
    }
}

OK,尽管这样解决了问题,但我不说大家也很容易想到,这个解决方案的可扩展性很差,如果日后我们需要再添加韩文版、日文版,就不得不反复修改枚举和GreetPeople() 方法,以适应新的需求。

在考虑新的解决方案之前,我们先看看 Hello的方法签名:

public static void Hello(string name, Language lang);

我们想,假如 Hello() 方法可以接受一个参数变量,这个变量可以代表另一个方法,当我们给这个变量赋值 EnglishHello 的时候,它代表着 EnglishHello ()这个方法;当我们给它赋值ChineseHello 的时候,它又代表着 ChineseHello ()法。我们将这个参数变量命名为 MakeHello,那么不是可以如同给 name 赋值时一样,在调用Hello()方法的时候,给这个MakeHello参数也赋上值么(EnglishHello 或者ChineseHello 等)?然后,我们在方法体内,也可以像使用别的参数一样使用MakeHello。但是,由于 MakeHello代表着一个方法,它的使用方式应该和它被赋的方法(比如ChineseHello )是一样的,比如:MakeGreeting(name);

好了,有了思路了,我们现在就来改改GreetPeople()方法,那么它应该是这个样子了:

public void Hello(string name, xxx MakeHello)
{
    MakeHello(name);
}

注意到 xxx,这个位置通常放置的应该是参数的类型,但到目前为止,我们仅仅是想到应该有个可以代表方法的参数,并按这个思路去改写 Hello方法,现在就出现了一个大问题:这个代表着方法的 MakeHello参数应该是什么类型?

说明:这里已不再需要枚举了,因为在给MakeHello赋值的时候动态地决定使用哪个方法,是 ChineseHello还是EnglishHello,而在这个两个方法内部,已经对使用“Hello”还是“你好”作了区分。

聪明的你应该已经想到了,现在是委托该出场的时候了,但讲述委托之前,我们再看看MakeHello参数所能代表的 ChineseHelloEnglishHello方法的签名:

public void EnglishHello(string name)
public void ChineseHello(string name)

如同 name 可以接受 String 类型的“true”和“1”,但不能接受bool 类型的true 和int 类型的1 一样,MakeHello的参数类型定义应该能够确定 MakeHello可以代表的方法种类,再进一步讲,就是 MakeHello可以代表的方法的参数类型和返回类型。

于是,委托出现了:它定义了 MakeHello参数所能代表的方法的种类,也就是 MakeHello参数的类型。

本例中委托的定义:

public delegate void HelloDelegate(string name);

与上面 EnglishHello() 方法的签名对比一下,除了加入了delegate 关键字以外,其余的是不是完全一样?现在,让我们再次改动Hello()方法,如下所示:

public delegate void HelloDelegate(string name);
public static void Hello(string name, HelloDelegate MakeHello)
{
    MakeHello(name);
}

如你所见,委托 HelloDelegate出现的位置与 string 相同,string 是一个类型,那么 HelloDelegate应该也是一个类型,或者叫类(Class)。但是委托的声明方式和类却完全不同,这是怎么一回事?实际上,委托在编译的时候确实会编译成类。因为 Delegate 是一个类,所以在任何可以声明类的地方都可以声明委托。更多的内容将在下面讲述,现在,请看看这个范例的完整代码:

public delegate void HelloDelegate(string name);
 
class Test
{
    public static void EnglishHello(string name)
    {
        Console.WriteLine("Hello,{0} ", name);
    }
 
    public static void ChineseHello(string name)
    {
        Console.WriteLine("你好,{0}", name);
    }
 
    public static void Hello(string name, HelloDelegate MakeHello)
    {
        MakeHello(name);
    }
 
    static void Main(string[] args)
    {
        Hello("Liker", EnglishHello);
        Hello("李志中", ChineseHello);
        Console.ReadLine();
    }
}

我们现在对委托做一个总结:委托是一个类,它定义了方法的类型,使得可以将方法当作另一个方法的参数来进行传递,这种将方法动态地赋给参数的做法,可以避免在程序中大量使用If … Else(Switch)语句,同时使得程序具有更好的可扩展性。

将方法绑定到委托

看到这里,是不是有那么点如梦初醒的感觉?于是,你是不是在想:在上面的例子中,我不一定要直接在 Hello() 方法中给 name 参数赋值,我可以像这样使用变量:

static void Main(string[] args)
{
    Hello("Liker", EnglishHello);
    Hello("李志中", ChineseHello);
    Console.ReadLine();
}

而既然委托 HelloDelegate和类型 string 的地位一样,都是定义了一种参数类型,那么,我是不是也可以这么使用委托?

static void Main(string[] args)
{
    HelloDelegate delegate1, delegate2;
    delegate1 = EnglishHello;
    delegate2 = ChineseHello;
    Hello("Liker", delegate1);
    Hello("李志中", delegate2);
    Console.ReadLine();
}

如你所料,这样是没有问题的,程序一如预料的那样输出。这里,我想说的是委托不同于 string 的一个特性:可以将多个方法赋给同一个委托,或者叫将多个方法绑定到同一个委托,当调用这个委托的时候,将依次调用其所绑定的方法。在这个例子中,语法如下:

static void Main(string[] args)
{
    HelloDelegate delegate1;
    delegate1 = EnglishHello; 
    delegate1 += ChineseHello;
    Hello("Liker", delegate1);
    Console.ReadLine();
}

实际上,我们可以也可以绕过Hello方法,通过委托来直接调用EnglishHelloChineseHello

static void Main(string[] args)
{
    HelloDelegate delegate1;
    delegate1 = EnglishHello;
    delegate1 += ChineseHello; 
    delegate1("Liker");
    Console.ReadLine();
}

注意:这在本例中是没有问题的,但回头看下上面 Hello()的定义,在它之中可以做一些对于EnglshihHelloChineseHello 来说都需要进行的工作,为了简便我做了省略。

注意这里,第一次用的“=”,是赋值的语法;第二次,用的是“+=”,是绑定的语法。如果第一次就使用“+=”,将出现“使用了未赋值的局部变量”的编译错误。我们也可以使用下面的代码来这样简化这一过程:

HelloDelegate delegate1 = new HelloDelegate(EnglishHello);
delegate1 += ChineseHello;

既然给委托可以绑定一个方法,那么也应该有办法取消对方法的绑定,很容易想到,这个语法是“-=”:

static void Main(string[] args)
{
    HelloDelegate delegate1 = new HelloDelegate(EnglishHello);
    delegate1 += ChineseHello;
    Hello("Liker", delegate1);
    Console.WriteLine();
 
    delegate1 -= EnglishHello;
    Hello("李志中", delegate1);
    Console.ReadLine();
}

让我们再次对委托作个总结:

使用委托可以将多个方法绑定到同一个委托变量,当调用此变量时(这里用“调用”这个词,是因为此变量代表一个方法),可以依次调用所有绑定的方法。