C# 中的委託和事件

ForTechnology發表於2013-02-26
C#事件

引言

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別（biè）得慌，混身不自在。本文中，我將通過兩個範例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、委託和事件對Observer設計模式的意義，對它們的中間程式碼也做了討論。

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) {
    // 做某些額外的事情，比如初始化之類，此處略
    EnglishGreeting(name);
}
public void EnglishGreeting(string name) {
    Console.WriteLine("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“Jimmy”，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 “Morning, Jimmy”。

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“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){
    //做某些額外的事情，比如初始化之類，此處略
    swith(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“jimmy”時，它就代表“jimmy”這個值；當我們賦給它“張子陽”時，它又代表著“張子陽”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()方法。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？

NOTE：這裡已不再需要列舉了，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“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。

NOTE：如果上面這句話比較繞口，我把它翻譯成這樣：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。

本例中委託的定義：

public delegate void GreetingDelegate(string name);

可以與上面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 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：

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

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。

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) {
    string name1, name2;
    name1 = "Jimmy Zhang";
    name2 = "張子陽";

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

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("Jimmy Zhang", delegate1);
        GreetPeople("張子陽", delegate2);
        Console.ReadKey();
}

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; // 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();
}

 

NOTE：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) {
           // ... ...
        }
    }
}

這個時候，如果要實現前面演示的輸出效果，Main方法我想應該是這樣的：

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：物件導向設計，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：

gm.GreetPeople("Jimmy Zhang", gm.delegate1);

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) {

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