什麼是委託,委託的深入理解和用法
整理自一位大佬的部落格:http://www.tracefact.net/tech/009.html
什麼是委託?
首先我們來解釋下什麼是委託:
”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。
我們都應該稍微瞭解點兒委託的知識,不管在百度上或者教學裡面,上面這句話的出現頻率都應該挺高的。下面我們通過一個栗子來簡單瞭解下委託。
程式碼很簡單,傳入一個名字,輸出早上好+名字,根據名字是中文還是英文按不同的語言輸出:
public enum Language{ English, Chinese } public void GreetPeople(string name,Language lang) { swith(lang){ case Language.English: EnglishGreeting(name); break; case Language.Chinese: ChineseGreeting(name); break; } } public void EnglishGreeting(string name) { Console.WriteLine("Morning, " + name); } public void ChineseGreeting(string name) { Console.WriteLine("Morning, " + name); }
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方法:
public void GreetPeople(string name, Language lang){ swith(lang){ case Language.English: EnglishGreeting(name); break; case Language.Chinese: ChineseGreeting(name); break; }
每次根據傳入的語言型別來判斷使用哪種方法,就像上面說的以後語言版本再多下去,就要加更多的列舉和case,程式碼會顯得更臃腫,也不好看。
我們先看看 GreetPeople的方法簽名:
public void GreetPeople(string name, Language lang)
string name, Language lang
在這裡把name和lang傳進方法之後對他們進行一系列處理,實現了我們列印早上好的功能。那我們能不能把ChineseGreeting或者EnglishGreeting當做引數替代語言型別lang傳進去,這樣每次呼叫,就不用通過case判斷了。輸入中文名字就呼叫ChineseGreeting,英文名字就呼叫EnglishGreeting。我們來改寫一下GreetPeople方法,就像這樣:
private static void GreetPeople(string name, ××× MakeGreeting) {
MakeGreeting(name);
}
static void Main(string[] args) {
GreetPeople("小明", ChineseGreeting);
Console.ReadKey();
}
程式碼是不是看起來舒服多了。那我們現在的問題就是怎麼才能把ChineseGreeting方法當做引數傳進去呢?要用什麼型別來定義呢?
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?
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string 定義了name引數所能代表的值的種類,也就是name引數的型別。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。
下面我們來看看使用了委託的完整栗子
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
namespace Delegate {
//定義委託,它定義了可以代表的方法的型別
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,它接受一個GreetingDelegate型別的方法作為引數
private static void GreetPeople(string name, GreetingDelegate MakeGreeting) {
MakeGreeting(name);
}
static void Main(string[] args) {
GreetPeople("Jimmy Zhang", EnglishGreeting);
GreetPeople("張子陽", ChineseGreeting);
Console.ReadKey();
}
}
}
輸出如下:
Morning, Jimmy Zhang
早上好, 張子陽
這裡的栗子是不是完美的印證了開篇的那句話:
”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。
委託還有一個特性: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; // 先給委託型別的變數賦值
delegate1 += ChineseGreeting; // 給此委託變數再繫結一個方法
// 將先後呼叫 EnglishGreeting 與 ChineseGreeting 方法
GreetPeople("Jimmy Zhang", delegate1);
Console.ReadKey();
}
輸出為:
Morning, Jimmy Zhang
早上好, Jimmy Zhang
實際上,我們可以也可以繞過GreetPeople方法,通過委託來直接呼叫EnglishGreeting和ChineseGreeting:
static void Main(string[] args) {
GreetingDelegate delegate1;
delegate1 = EnglishGreeting; // 先給委託型別的變數賦值
delegate1 += ChineseGreeting; // 給此委託變數再繫結一個方法
// 將先後呼叫 EnglishGreeting 與 ChineseGreeting 方法
delegate1 ("Jimmy Zhang");
Console.ReadKey();
}
注意: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; // 給此委託變數再繫結一個方法
看到這裡,應該注意到,這段程式碼第一條語句與例項化一個類是何其的相似,你不禁想到:上面第一次繫結委託時不可以使用“+=”的編譯錯誤,或許可以用這樣的方法來避免:
GreetingDelegate delegate1 = new GreetingDelegate();
delegate1 += EnglishGreeting; // 這次用的是 “+=”,繫結語法。
delegate1 += ChineseGreeting; // 給此委託變數再繫結一個方法
但實際上,這樣會出現編譯錯誤: “GreetingDelegate”方法沒有采用“0”個引數的過載。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個引數的過載”再次讓我們聯想到了類的建構函式。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; // 給此委託變數再繫結一個方法
// 將先後呼叫 EnglishGreeting 與 ChineseGreeting 方法
GreetPeople("Jimmy Zhang", delegate1);
Console.WriteLine();
delegate1 -= EnglishGreeting; //取消對EnglishGreeting方法的繫結
// 將僅呼叫 ChineseGreeting
GreetPeople("張子陽", delegate1);
Console.ReadKey();
}
輸出為:
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。
事件的由來、
我們繼續思考上面的程式:上面的三個方法都定義在Programe類中,這樣做是為了理解的方便,實際應用中,通常都是 GreetPeople 在一個類中,ChineseGreeting和 EnglishGreeting 在另外的類中。現在你已經對委託有了初步瞭解,是時候對上面的例子做個改進了。假設我們將GreetingPeople()放在一個叫GreetingManager的類中,那麼新程式應該是這個樣子的:
namespace Delegate {
//定義委託,它定義了可以代表的方法的型別
public delegate void GreetingDelegate(string name);
//新建的GreetingManager類
public class GreetingManager{
public void GreetPeople(string name, GreetingDelegate MakeGreeting) {
MakeGreeting(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);
}
static void Main(string[] args) {
GreetingManager gm = new GreetingManager();
gm.GreetPeople("Jimmy Zhang", EnglishGreeting);
gm.GreetPeople("張子陽", ChineseGreeting);
}
}
}
我們執行這段程式碼,嗯,沒有任何問題。程式一如預料地那樣輸出了:
Morning, Jimmy Zhang
早上好, 張子陽
現在,假設我們需要使用上一節學到的知識,將多個方法繫結到同一個委託變數,該如何做呢?讓我們再次改寫程式碼:
static void Main(string[] args) {
GreetingManager gm = new GreetingManager();
GreetingDelegate delegate1;
delegate1 = EnglishGreeting;
delegate1 += ChineseGreeting;
gm.GreetPeople("Jimmy Zhang", delegate1);
}
輸出:
Morning, Jimmy Zhang
早上好, Jimmy Zhang
到了這裡,我們不禁想到:面向物件設計,講究的是物件的封裝,既然可以宣告委託型別的變數(在上例中是delegate1),我們何不將這個變數封裝到 GreetManager類中?在這個類的客戶端中使用不是更方便麼?於是,我們改寫GreetManager類,像這樣:
public class GreetingManager{
//在GreetingManager類的內部宣告delegate1變數
public GreetingDelegate delegate1;
public void GreetPeople(string name, GreetingDelegate MakeGreeting) {
MakeGreeting(name);
}
}
//現在,我們可以這樣使用這個委託變數:
static void Main(string[] args) {
GreetingManager gm = new GreetingManager();
gm.delegate1 = EnglishGreeting;
gm.delegate1 += ChineseGreeting;
gm.GreetPeople("Jimmy Zhang", gm.delegate1);
}
輸出為:
Morning, Jimmy Zhang
早上好, Jimmy Zhang
儘管這樣做沒有任何問題,但我們發現這條語句很奇怪。在呼叫gm.GreetPeople方法的時候,再次傳遞了gm的delegate1欄位。既然如此,我們何不修改 GreetingManager 類成這樣:
public class GreetingManager{
//在GreetingManager類的內部宣告delegate1變數
public GreetingDelegate delegate1;
public void GreetPeople(string name) {
if(delegate1!=null){ //如果有方法註冊委託變數
delegate1(name); //通過委託呼叫方法
}
}
}
在客戶端,呼叫看上去更簡潔一些:
static void Main(string[] args) {
GreetingManager gm = new GreetingManager();
gm.delegate1 = EnglishGreeting;
gm.delegate1 += ChineseGreeting;
gm.GreetPeople("Jimmy Zhang"); //注意,這次不需要再傳遞 delegate1變數
}
輸出為:
Morning, Jimmy Zhang
早上好, Jimmy Zhang
儘管這樣達到了我們要的效果,但是還是存在著問題:
在這裡,delegate1和我們平時用的string型別的變數沒有什麼分別,而我們知道,並不是所有的欄位都應該宣告成public,合適的做法是應該public的時候public,應該private的時候private。
我們先看看如果把 delegate1 宣告為 private會怎樣?結果就是:這簡直就是在搞笑。因為宣告委託的目的就是為了把它暴露在類的客戶端進行方法的註冊,你把它宣告為private了,客戶端對它根本就不可見,那它還有什麼用?
再看看把delegate1 宣告為 public 會怎樣?結果就是:在客戶端可以對它進行隨意的賦值等操作,嚴重破壞物件的封裝性。
最後,第一個方法註冊用“=”,是賦值語法,因為要進行例項化,第二個方法註冊則用的是“+=”。但是,不管是賦值還是註冊,都是將方法繫結到委託上,除了呼叫時先後順序不同,再沒有任何的分別,這樣不是讓人覺得很彆扭麼?
現在我們想想,如果delegate1不是一個委託型別,而是一個string型別,你會怎麼做?答案是使用屬性對欄位進行封裝。
於是,Event出場了,它封裝了委託型別的變數,使得:在類的內部,不管你宣告它是public還是protected,它總是private的。在類的外部,註冊“+=”和登出“-=”的訪問限定符與你在宣告事件時使用的訪問符相同。
我們改寫GreetingManager類,它變成了這個樣子:
public class GreetingManager{
//這一次我們在這裡宣告一個事件
public event GreetingDelegate MakeGreet;
public void GreetPeople(string name) {
MakeGreet(name);
}
}
很容易注意到:MakeGreet 事件的宣告與之前委託變數delegate1的宣告唯一的區別是多了一個event關鍵字。看到這裡,在結合上面的講解,你應該明白到:事件其實沒什麼不好理解的,宣告一個事件不過類似於宣告一個進行了封裝的委託型別的變數而已。
為了證明上面的推論,如果我們像下面這樣改寫Main方法:
static void Main(string[] args) {
GreetingManager gm = new GreetingManager();
gm.MakeGreet = EnglishGreeting; // 編譯錯誤1
gm.MakeGreet += ChineseGreeting;
gm.GreetPeople("Jimmy Zhang");
}
正確寫法
static void Main(string[] args)
{
GreetingManager gm = new GreetingManager();
gm.MakeGreet+= EnglishGreeting;
gm.MakeGreet+= ChineseGreeting;
gm.GreetPeople("Jimmy Zhang");
}
下面我們來探究一下,為什麼會報錯呢?
事件和委託的編譯程式碼
這時候,我們註釋掉編譯錯誤的行,然後重新進行編譯,再借助Reflactor來對 event的宣告語句做一探究,看看為什麼會發生這樣的錯誤:
可以看到,實際上儘管我們在GreetingManager裡將 MakeGreet 宣告為public,但是,實際上MakeGreet會被編譯成 私有欄位,難怪會發生上面的編譯錯誤了,因為它根本就不允許在GreetingManager類的外面以賦值的方式訪問,從而驗證了我們上面所做的推論。
我們再進一步看下MakeGreet所產生的程式碼:
private GreetingDelegate MakeGreet; //對事件的宣告 實際是 宣告一個私有的委託變數
[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)]
public void add_MakeGreet(GreetingDelegate value){
this.MakeGreet = (GreetingDelegate) Delegate.Combine(this.MakeGreet, value);
}
[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)]
public void remove_MakeGreet(GreetingDelegate value){
this.MakeGreet = (GreetingDelegate) Delegate.Remove(this.MakeGreet, value);
}
現在已經很明確了:MakeGreet事件確實是一個GreetingDelegate型別的委託,只不過不管是不是宣告為public,它總是被宣告為private。另外,它還有兩個方法,分別是add_MakeGreet和remove_MakeGreet,這兩個方法分別用於註冊委託型別的方法和取消註冊。
實際上也就是:
“+= ”對應 add_MakeGreet
“-=”對應remove_MakeGreet
而這兩個方法的訪問限制取決於宣告事件時的訪問限制符。