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  • C# 中的委托和事件(上)

    2010-03-31 17:48:43

    C# 中的委托和事件(上)

      委托和事件在 .Net Framework中的应用非常广泛,然而,较好地理解委托和事件对很多接触C#时间不长的人来说并不容易。它们就像是一道槛儿,过了这个槛的人,觉得真 是太容易了,而没有过去的人每次见到委托和事件就觉得心里别(biè)得慌,混身不自在。本文中,我将通过两个范例由浅入深地讲述什么是委托、为什么要使 用委托、事件的由来、.Net Framework中的委托和事件、委托和事件对Observer设计模式的意义,对它们的中间代码也做了讨论。

      将方法作为方法的参数

      我们先不管这个标题如何的绕口,也不管委托究竟是个什么东西,来看下面这两个最简单的方法,它们不过是在屏幕上输出一句问候的话语:

    public void GreetPeople(string name) {
        // 做某些额外的事情,比如初始化之类,此处略
        EnglishGreeting(name);
    }
    public void EnglishGreeting(string name) {
        Console.WriteLine("Morning, " + name);
    }

       暂且不管这两个方法有没有什么实际意义。GreetPeople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“Jimmy”,进去的 时候,在这个方法中,将调用EnglishGreeting方法,再次传递name参数,EnglishGreeting则用于向屏幕输出 “Morning, Jimmy”。

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

      这时候,GreetPeople也需要改一改了,不然如何判断到底用哪个版本的Greeting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 void GreetPeople(string name, Language lang){
        //做某些额外的事情,比如初始化之类,此处略
        swith(lang){
            case Language.English:
               EnglishGreeting(name);
               break;
           case Language.Chinese:
               ChineseGreeting(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 GreetPeople的方法签名:

    public void GreetPeople(string name, Language lang)

       我们仅看 string name,在这里,string 是参数类型,name 是参数变量,当我们赋给name字符串“jimmy”时,它就代表“jimmy”这个值;当我们赋给它“张子阳”时,它又代表着“张子阳”这个值。然后, 我们可以在方法体内对这个name进行其他操作。哎,这简直是废话么,刚学程序就知道了。

       如果你再仔细想想,假如GreetPeople()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 EnglishGreeting的时候,它代表着 EnglsihGreeting() 这个方法;当我们给它赋值ChineseGreeting 的时候,它又代表着ChineseGreeting()方法。我们将这个参数变量命名为 MakeGreeting,那么不是可以如同给name赋值时一样,在调用 GreetPeople()方法的时候,给这个MakeGreeting 参数也赋上值么(ChineseGreeting或者EnglsihGreeting等)?然后,我们在方法体内,也可以像使用别的参数一样使用 MakeGreeting。但是,由于MakeGreeting代表着一个方法,它的使用方式应该和它被赋的方法(比如ChineseGreeting) 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 GreetPeople(string name, *** MakeGreeting){
        MakeGreeting(name);
    }

      注意到 *** ,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GreetPeople方法,现在就出现了一个大问题:这个代表着方法的MakeGreeting参数应该是什么类型的?

      NOTE:这里已不再需要枚举了,因为在给MakeGreeting赋值的时候动态地决定使用哪个方法,是ChineseGreeting还是 EnglishGreeting,而在这个两个方法内部,已经对使用“morning”还是“早上好”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MakeGreeting参数所能代表的 ChineseGreeting()和EnglishGreeting()方法的签名:

    public void EnglishGreeting(string name)
    public void ChineseGreeting(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。MakeGreeting的 参数类型定义 应该能够确定 MakeGreeting可以代表的方法种类,再进一步讲,就是MakeGreeting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MakeGreeting参数所能代表的方法的种类,也就是MakeGreeting参数的类型。

      NOTE:如果上面这句话比较绕口,我把它翻译成这样:string 定义了name参数所能代表的值的种类,也就是name参数的类型。

    本例中委托的定义:

    public delegate void GreetingDelegate(string name);

      可以与上面EnglishGreeting()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GreetPeople()方法,如下所示:

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

      如你所见,委托GreetingDelegate出现的位置与 string相同,string是一个类型,那么GreetingDelegate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:

    using System;
    using System.Collections.Generic;
    using System.Text;

    namespace Delegate {
         //定义委托,它定义了可以代表的方法的类型
         public delegate void GreetingDelegate(string name);
            class Program {

               private static void EnglishGreeting(string name) {
                   Console.WriteLine("Morning, " + name);
               }

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

               //注意此方法,它接受一个GreetingDelegate类型的方法作为参数
               private static void GreetPeople(string name, GreetingDelegate MakeGreeting) {
                   MakeGreeting(name);
                }

               static void Main(string[] args) {
                   GreetPeople("Jimmy Zhang", EnglishGreeting);
                   GreetPeople("张子阳", ChineseGreeting);
                   Console.ReadKey();
               }
            }
        }

      输出如下:

      Morning, Jimmy Zhang
      早上好,张子阳

      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GreetPeople()方法中给 name参数赋值,我可以像这样使用变量:

    static void Main(string[] args) {
        string name1, name2;
        name1 = "Jimmy Zhang";
        name2 = "张子阳";

         GreetPeople(name1, EnglishGreeting);
         GreetPeople(name2, ChineseGreeting);
         Console.ReadKey();
    }


      
      而既然委托GreetingDelegate 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) {
        GreetingDelegate delegate1, delegate2;
        delegate1 = EnglishGreeting;
        delegate2 = ChineseGreeting;

        GreetPeople("Jimmy Zhang", delegate1);
        GreetPeople("张子阳", delegate2);
        Console.ReadKey();
    }

    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) {
        GreetingDelegate delegate1;
        delegate1 = EnglishGreeting; // 先给委托类型的变量赋值
        delegate1 += ChineseGreeting;   // 给此委托变量再绑定一个方法

         // 将先后调用 EnglishGreeting 与 ChineseGreeting 方法
        GreetPeople("Jimmy Zhang", delegate1); 
        Console.ReadKey();
    }

      输出为:
      
      Morning, Jimmy Zhang
      早上好, Jimmy Zhang
      
      实际上,我们可以也可以绕过GreetPeople方法,通过委托来直接调用EnglishGreeting和ChineseGreeting:

    static void Main(string[] args) {
        GreetingDelegate delegate1;
        delegate1 = EnglishGreeting; // 先给委托类型的变量赋值
        delegate1 += ChineseGreeting;   // 给此委托变量再绑定一个方法

        // 将先后调用 EnglishGreeting 与 ChineseGreeting 方法
        delegate1 ("Jimmy Zhang");  
        Console.ReadKey();
    }

      NOTE:这在本例中是没有问题的,但回头看下上面GreetPeople()的定义,在它之中可以做一些对于EnglshihGreeting和ChineseGreeting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:

    GreetingDelegate delegate1 = new GreetingDelegate(EnglishGreeting);
    delegate1 += ChineseGreeting;   // 给此委托变量再绑定一个方法

      看到这里,应该注意到,这段代码第一条语句与实例化一个类是何其的相似,你不禁想到:上面第一次绑定委托时不可以使用“+=”的编译错误,或许可以用这样的方法来避免:

    GreetingDelegate delegate1 = new GreetingDelegate();
    delegate1 += EnglishGreeting;   // 这次用的是 “+=”,绑定语法。
    delegate1 += ChineseGreeting;   // 给此委托变量再绑定一个方法

      但实际上,这样会出现编译错误: “GreetingDelegate”方法没有采用“0”个参数的重载。尽管这样的结果让我们觉得有点沮丧,但是编译的提示:“没有0个参数的重载”再次 让我们联想到了类的构造函数。我知道你一定按捺不住想探个究竟,但再此之前,我们需要先把基础知识和应用介绍完。

      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) {
        GreetingDelegate delegate1 = new GreetingDelegate(EnglishGreeting);
        delegate1 += ChineseGreeting;   // 给此委托变量再绑定一个方法

        // 将先后调用 EnglishGreeting 与 ChineseGreeting 方法
        GreetPeople("Jimmy Zhang", delegate1); 
        Console.WriteLine();

        delegate1 -= EnglishGreeting; //取消对EnglishGreeting方法的绑定
        // 将仅调用 ChineseGreeting
        GreetPeople("张子阳", delegate1);
        Console.ReadKey();
    }


      输出为:

      Morning, Jimmy Zhang
      早上好, Jimmy Zhang
      早上好, 张子阳

      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。


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