C#委托全解析

什么是委托？                                                                                      

　　委托类似于C语言中的函数指针，更类似于C++11中的std::function，但更安全也更强大。委托如同类一样是一个类型，只不过类的实例指向一个对象，而委托的实例指向一个方法，该方法可以是成员方法也可以是静态方法。

 

 

委托的基本使用

　　下面介绍委托的两种初始化和调用方式

using System;

namespace Delegate01
{
    class Program
    {
        public delegate string MyDelegate(string s);  //定义一个委托，其返回值是string，参数为空
        static void Main(string[] args)
        {
            //委托初始化和调用的第一种方式。该例子中绑定的方法为成员方法
            Program self = new Program();
            MyDelegate d1 = new MyDelegate(self.ShowSelf);    
            Console.WriteLine(d1.Invoke("tianya"));

            //委托初始化和调用的第二种方式，这种方式因为更简便，所以更常用。该例子中绑定的方法为静态方法
            MyDelegate d2 = Program.Show;                              
            Console.WriteLine(d2("feng"));   
        }
        
        string ShowSelf(string str)
        {
            Console.WriteLine("ShowSelf str:" + str);
            return "ShowSelf Ret";
        }

        static string Show(string str)
        {
            Console.WriteLine("Show str:" + str);
            return "Show Ret";
        }
    }
}

 

 

Action委托和Func委托

　　Ation 委托可以用来替代返回值是 void 的委托，泛型参数表示委托的参数，至多可以传递16个参数，其中没有泛型参数的Action类可调用没有参数的方法。

　　Func 委托可以用来替代返回值不是 void 的委托，最后一个泛型参数表示返回类型，其它参数表示委托的参数，至多可以传递16个参数和一个返回类型，Func委托至少包括一个泛型参数，可调用没有参数的方法。

　　Action 和 Func 委托并没有特殊之处，只是为了方便使用而提出的，尤其是把委托做为函数的某个参数时，不需要显式定义一个委托类型。

using System;

namespace Delegate02
{
    class Program
    {
        public delegate int MyDelegate(int i, int j);  //定义一个委托
        static void Main(string[] args)
        {
            CallDelegate(Add);                          //方法参数是一个委托定义
            CallDelegateWithFunc(Add);          //方法参数是一个Func委托
            CallDelegateWithAction(Show);       //方法参数是一个Action委托
        }
        
        //如果不使用Action和Func，将委托做为参数，必须要先定义一个委托类型
        static void CallDelegate(MyDelegate d)
        {
            d(1,2);
        }

        //如果使用Action和Func，将委托做为参数，就不需要先行定义。明显这种写法更简洁清晰
        static void CallDelegateWithFunc(Func<int,int,int> d)
        {
            d(10,20);
        }

        static void CallDelegateWithAction(Action d)
        {
            d();
        }

        static int Add(int i, int j)
        {
            Console.WriteLine("sum:" + (i + j).ToString());
            return i + j;
        }

        static void Show()
        {
            Console.WriteLine("Show");
        }
    }
}

 

 

匿名方法和lambda表达式

using System;

namespace Delegate03
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //匿名方法使用 delegate关键字修饰，主要用于一些只需要使用一次的方法，这样就不需要显式去定义。
            Func<int,int,int> f1= delegate(int i,int j) { return i + j; };
            Console.WriteLine(f1(10, 20));

            //Lambda表达式是匿名方法的一种更简化写法
            Func<int, int, int> f2 = (i, j) => { return i + j; };
            Console.WriteLine(f2(10, 20));

            //Lambda的参数只有一个的时候，可以不需要小括号，当函数体中的语句只有一句的时候，可以不加上大括号和return关键字
            Action<string> a = s => Console.WriteLine(s);           //等同于 Action<string> a = (s) => { Console.WriteLine(s); };
            a("Action");
        }
    }
}

 

 

多播委托

　　所谓多播委托，是指一个委托可以注册多个方法，可以使用 +，+=，-，-= 操作符，在调用委托时，可能触发多个方法调用。

using System;

namespace Delegate04
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //多播委托
            Action<string> a = Run;
            a += Jump;
            a("Cat");

            //使用Lambda实现的多播委托
            Action<string> a1 = name => Console.WriteLine(name + "->Run");
            a1 += name => Console.WriteLine(name + "->Jump");
            a1("Mouse");

            //使用有返回值的多播委托，因为有返回值，这种多播委托实际上没有效果，只会调用最后一个注册的方法。这个要格外注意
            Func<int, int, int> f = Add;
            f += Mul;
            Console.WriteLine(f(10, 20));

            //多播委托在调用时，如果其中一个方法调用抛出异常，则后续的方法将不会执行。
            //可以通过 GetInvocationList 方法获取该委托对象上已注册的方法列表，然后依次执行
            Delegate[] delegates = a.GetInvocationList();
            foreach (Action<string> action in delegates)
            {
                action("Rabbit");
            }
            //使用 DynamicInvoke 方法可以在委托的类型不可知的情况下通过反射来调用，但对性能有影响。
            foreach (var action in a.GetInvocationList())
            {
                action.DynamicInvoke("Rabblit");
            }
        }

        static void Run(string name)
        {
            Console.WriteLine(name + "->Run");
        }

        static void Jump(string name)
        {
            Console.WriteLine(name +"->Jump");
        }

        static int Add(int i, int j)
        {
            return i + j;
        }

        static int Mul(int i,int j)
        {
            return i * j;
        }

    }
}

 

事件

　　事件是一种受约束的委托，通过 event 关键字修饰，事件只能定义为类的成员，且只能在当前类中被调用，你可以理解它为私有的（但其实不是，而且必须不是，因为其它类需要注册该委托）。那么为什么要弄出事件这个东西来呢？主要是为了实现发布\订阅机制，在发布者类中定义一个事件，并由发布者类中的一个公有方法调用该事件，而诸多订阅者则可以为事件注册方法，注册好之后，调用发布者中的公有方法即可触发事件。如果使用普通的委托，会带来一个问题，即订阅者也可以直接调用委托。

 

using System;

namespace Delegate05
{

    class Cat
    {
        public event Action action;
        
        //当该方法调用后，会回调定义好的委托，继续执行已经注册的方法
        public void Shout()
        {
            Console.WriteLine("Cat Shout!");
            action();         
        }
    }

    class Mouse
    {
        private string name;
        public Mouse(string name)
        {
            this.name = name;
        }
        public void Run()
        {
            Console.WriteLine("name:" + name + " Run!");
        }

        public void Jump()
        {
            Console.WriteLine("name:" + name + " Jump!");
        }
    }

    class Program
    {
        public static void Main()
        {
            Mouse mouse1 = new Mouse("mouse1");
            Mouse mouse2 = new Mouse("mouse2");
            Cat cat = new Cat();
            cat.action += mouse1.Run;
            cat.action += mouse1.Jump;
            cat.action += mouse2.Run;
            cat.action += mouse1.Jump;
            cat.Shout();
            //cat.action();         //使用事件时，无法在类外调用委托。
        }
    }
}