【C#系列】你應該知道的委托和事件

本文轉載自查看原文 2018-01-19 02:09 6538 破壞與保護對象封裝性/ 多播委托/ 事件/ 發布者訂閱者/ OCP原則/ 架構解耦/ 委托

本篇文章更適合具有一定開發經驗，一定功底，且對底層代碼有所研究的朋友！！！

本篇文章主要采用理論和代碼實例相結合方式來論述委托和事件，涉及到一些邊界技術，如軟件架構的OCP原則(開-閉原則)，

軟件架構解耦，設計模式(Sender-Order)和事件驅動模型，有一定難度和深度，不適合初級者。

第一部份委托

關於委托內容，主要圍繞下圖來論述。

一委托是什么(what)

（一）委托產生的背景之一

1.我們先來假設這樣一個情景需求：

設計一個系統，使其滿足如下條件：

（1）當前，只有中國人和英國人使用該系統；

（2）向系統輸入用戶名和相應的語言，將產生相應語言的問候語；

（3）后期，可能會有其他國家語言加入該系統(系統變化的部分) ；

2.技術方案實現

關於技術方案實現，我們可以采用下圖中的三種方式之一。

為了更好地敘述委托，我們分別實現三種技術方案，並找出它們的關系。

2.1 一般實現

Code（控制台程序）

 1 using System;
 2 
 3 namespace DelegateDemo
 4 {
 5     class Program
 6     {
 7         static void Main(string[] args)
 8         {
 9             Console.WriteLine(GetGreetingContens("小王", "Chinese"));
10             Console.WriteLine(GetGreetingContens("Alan_beijing", "English"));
11             Console.WriteLine(GetGreetingContens("Linda", "Russian"));
12             Console.Read();
13         }
14 
15         //根據用戶名和語言，獲取問候語
16         public static string GetGreetingContens(string UserName, string Language)
17         {
18             //New 一個GreetToUsers對象
19             GreetToUsers greetToUsers = new GreetToUsers();
20             //當然，你也可以使用switch開發語句來代替如下的if......else......
21             if (Language == "Chinese")
22             {
23                 return greetToUsers.ChinesePeople(UserName);
24             }
25             else if (Language == "English")
26             {
27                 return greetToUsers.EnglishPeople(UserName);
28             }
29             else
30             {
31                 return "抱歉,當前系統只支持漢語與英語（Sorry, the current system only supports Chinese and English.）";
32             }
33         }
34     }
35 
36 
37 
38     //定義基本問候類和方法
39     public class GreetToUsers
40     {
41         //Chinese People
42         public string ChinesePeople(string UserName)
43         {
44             string GreetContents = "您好!" + UserName;
45             return GreetContents;
46         }
47 
48         //English People
49         public string EnglishPeople(string UserName)
50         {
51             string GreetContents = "Hello," + UserName + "!";
52             return GreetContents;
53         }
54     }
55 
56 }

View Code

Result

分析

2.2用接口實現

如上，我們分析了方案一中的問題，為了更好地解決方案一存在的問題，我們采用面向接口編程的形式來實現。

2.2.1 什么是面向接口編程？

面向接口編程，主要是解決軟件架構設計中“動靜問題”，即封裝不變(靜)，剝離變化(抽出變化)。

Code:

 1 using System;
 2 
 3 namespace DelegateDemo
 4 {
 5     class Program
 6     {
 7         static void Main(string[] args)
 8         {
 9             GreetToChineseUsers greetToChinesUsers = new GreetToChineseUsers();
10             GreetToEnglishUsers greetToEnglishUsers = new GreetToEnglishUsers();
11             GreetToOtherUsers greetToOtherUsers = new GreetToOtherUsers();
12             //Chinse Users
13             IGreetToUsers iGreetToChineseUsers = greetToChinesUsers;
14             Console.WriteLine(iGreetToChineseUsers.CountryPeople("小王", "Chinese"));
15             //English Users
16             IGreetToUsers iGreetToEnglishUsers = greetToEnglishUsers;
17             Console.WriteLine(iGreetToEnglishUsers.CountryPeople("Alan_beijing", "English"));
18             //Other Users
19             IGreetToUsers iGreetToOtherUsers = greetToOtherUsers;
20             Console.WriteLine(iGreetToOtherUsers.CountryPeople("Linda", "Russian"));
21              
22             Console.Read();
23         }
24 
25         
26     }
27 
28     //系統輸出問候語(變化的部分，語言為變化因子)
29     public interface IGreetToUsers 
30     {
31         string CountryPeople(string UserName,string Language);
32     }
33 
34 
35     //漢語用戶類
36     public class GreetToChineseUsers:IGreetToUsers
37     {
38         //Chinese People
39         public string  CountryPeople(string UserName, string Language)
40         {
41             string GreetContents = "您好!" + UserName;
42             return GreetContents;
43         }
44     }
45     
46     //英語用戶類
47     public class GreetToEnglishUsers : IGreetToUsers
48     {
49         //English People
50         public string CountryPeople(string UserName, string Language)
51         {
52             string GreetContents = "Hello," + UserName + "!";
53             return GreetContents;
54         }
55     }
56 
57     //其他用戶類
58     public class GreetToOtherUsers : IGreetToUsers
59     {
60         //English People
61         public string CountryPeople(string UserName, string Language)
62         {
63             return "Sorrry,當前系統只支持漢語與英語";
64         }
65     }
66 
67 }

View Code

result

分析：

(1)如上，我們將變化因子"語言"剝離出來，形成接口，以后只要每增加一個語言，只需實現接口即可，滿足了OCP原則，基本解決了方案一中存在的問題；

(2)如上代碼只是為了演示面向接口編程這個功能，並不完善，感興趣的讀者，可自行完善（如將語言定義為枚舉類型等）；

方案二中的代碼，細心的讀者會發現，Main方法中new了三個對象，假若以后系統有300門語言，那豈不New 300個類，這樣的話，也不利於代碼維護呀，怎么解決這個問題呢？(提示一下，采用設計模式抽象工廠即可解決該問題)

2.3 用委托實現

在這里，沒接觸過委托的讀者，先跳過這部分，往下讀，看完（三）怎樣使用委托(How to use)后，再來看本部分。

Code

 1 using System;
 2 
 3 namespace DelegateDemo
 4 {
 5     class Program
 6     {
 7         static void Main(string[] args)
 8         {
 9             //根據語言判斷，傳遞哪個方法的參數
10             Console.WriteLine("------------請輸入用戶名------------");
11             string UserName = Console.ReadLine();
12             Console.WriteLine("------------請輸入語言------------");
13             string Language = Console.ReadLine();
14             Console.WriteLine("------------輸出結果------------");
15             GreetToUsers greetToUsers = new GreetToUsers();
16             if (Language == "Chinese")
17             {
18                Console.WriteLine(GetGreetingContents(UserName, greetToUsers.ChinesePeople));
19             }
20             else if (Language == "English")
21             {
22                 Console.WriteLine(GetGreetingContents(UserName, greetToUsers.EnglishPeople));
23             }
24             else
25             {
26                Console.WriteLine(GetGreetingContents(UserName, greetToUsers.OtherPeople));
27             }
28            Console.Read();
29         }
30         
31         
32 
33         public static string GetGreetingContents(string UserName,DelegateGetGreeting delegateGetGreeting)
34         {
35            return delegateGetGreeting(UserName);
36         }
37     }
38 
39     //定義委托
40     public delegate string DelegateGetGreeting(string UserName);
41 
42 
43     //定義基本問候類和方法
44     public  class GreetToUsers
45     {
46         //Chinese People
47         public string ChinesePeople(string UserName)
48         {
49             string GreetContents = "您好!" + UserName;
50             return GreetContents;
51         }
52 
53         //English People
54         public string EnglishPeople(string UserName)
55         {
56             string GreetContents = "Hello," + UserName + "!";
57             return GreetContents;
58         }
59         //非英非漢
60         public string OtherPeople(string UserName)
61         {
62             return "Sorrry,當前系統只支持漢語與英語";
63         }
64     }
65 
66 }

View Code

Result

2.3 分析上述三種實現方案的關系

通過上訴三種方式的比較，我們容易得出委托的如下結論：

(1)抽象方法，屏蔽方法細節，調用只需傳遞方法名字即可；

(2)能夠實現程序的解耦，松耦合（在方案一中，GetGreetingContens方法體內new了GreetToUsers對象，強耦合）

(3)委托一般扮演中間者的角色，這功能在委托事件中體現非常明顯(第二部分事件將詳細論述)

如我們在租房子時，可以直接找房東(技術實現的一般方法，強耦合，讓租房者和房東直接聯系)，也可找中介(技術實現的委托，松耦合，租房者通過中介來與房東聯系)

2.4 委托背景概述

委托的重要產生背景，就是事件驅動模型(關於什么是事件和事件驅動，在本文第二部份事件論述)。

（二）委托定義

用delegate關鍵字定義委托（注意，委托是沒有方法體的，類似接口里面的方法），在定義委托前，必須明確兩個問題：

1.委托將要綁定的方法；

2.委托的形參類型，形參個數和委托的返回值必須與將要綁定的方法的形參類型，形參個數和返回值一致；

（三）相關概念

委托涉及的相關概念有函數指針，類型安全性、事件、Lambda表達式等

1.函數指針：在C++中，指針的一個類別，主要指向函數（變量指針，主要指向變量地址），可以把C#中的委托理解為函數指針；

2.類型安全性：在C++中，我們都知道指針是類型不安全的(返回值，返回類型和什么時候返回，這些都是未知的)，而委托是類型安全的；

3.事件：可以把事件理解為委托的一種特例(在本文第二部份事件論述)

4.Lambda表達式：委托與Lambd表達式相結合，實現高效編程，與Jquery的“較少代碼做更多的事”類似，委托與Lambda，Linq相結合，使較短代碼就能實現比較復雜的功能(在本篇文章中不講解Lambda與Lambda樹，將在后續文章中講解)

（四）委托組成

大致分為兩部分：聲明委托和注冊方法(也叫綁定方法)

1.聲明委托

用delegate聲明；

2.綁定方法

綁定具體方法，傳遞方法名稱；

（五）委托種類

委托種類，一般分為多播委托和單播委托

1.單播委托：綁定單個方法

2.綁定多個方法

（六）委托操作

1.綁定方法

2.解綁方法

二委托能解決什么問題(Can do)

1.避免核心方法中存在大量的if....else....語句(或swich開關語句)；

2.滿足程序設計的OCP原則；

3.使程序具有擴展性；

4.綁定事件；

5.結合Lambda表達式，簡化代碼，高效編程；

6.實現程序的松耦合(解耦)，這個在事件(event)中體現比較明顯；

三怎么使用委托(How to use)（本篇文章不談匿名委托，匿名委托具體內容，將在Lambda章節講解）

（一）委托的基本構成

通常地，使用委托的步驟與使用類的步驟是一樣的。大致分為兩步：定義委托和綁定方法（傳遞方法）

1.定義委托

用delegate關鍵字定義委托（注意，委托是沒有方法體的，類似接口里面的方法），在定義委托前，必須明確兩個問題：

(1).委托將要綁定的方法；

(2).委托的形參類型，形參個數和委托的返回值必須與將要綁定的方法的形參類型，形參個數和返回值一致；

public delegate  委托返回類型  委托名(形參)

例子：如上我們委托將要表示系統輸出的問候語

a.委托將要綁定的方法

 public string ChinesePeople(string UserName)
        {
            string GreetContents = "您好!" + UserName;
            return GreetContents;
        }

        //English People
        public string EnglishPeople(string UserName)
        {
            string GreetContents = "Hello," + UserName + "!";
            return GreetContents;
        }
        //非英非漢
        public string OtherPeople(string UserName)
        {
            return "Sorrry,當前系統只支持漢語與英語";
        }

b.由如上方法可看出，方法的返回類型為string,方法有一個string類型的形參，在定義委托時，與其保持一致即可

//定義委托
public delegate string DelegateGetGreeting(string UserName);

2.綁定方法

使用委托時，將方法名字作為參數傳遞給委托即可

1 GreetToUsers greetToUsers = new GreetToUsers();
2 GetGreetingContents(UserName, greetToUsers.ChinesePeople)

（二）委托綁定方法

1.綁定單個方法

綁定單個方法，將單個方法名字傳給委托即可

 1 static void Main(string[] args)
 2         {
 3             //根據語言判斷，傳遞哪個方法的參數
 4             Console.WriteLine("------------請輸入用戶名------------");
 5             string UserName = Console.ReadLine();
 6             Console.WriteLine("------------請輸入語言------------");
 7             string Language = Console.ReadLine();
 8             Console.WriteLine("------------輸出結果------------");
 9             GreetToUsers greetToUsers = new GreetToUsers();
10             DelegateGetGreeting DGG;
11             if (Language == "Chinese")
12             {
13                 //綁定單個方法
14                 DGG = greetToUsers.ChinesePeople;
15                 Console.WriteLine(GetGreetingContents(UserName, DGG));
16             }
17             else if (Language == "English")
18             {
19                 DGG = greetToUsers.EnglishPeople;
20                 Console.WriteLine(GetGreetingContents(UserName, DGG));
21             }
22             else
23             {
24                 DGG = greetToUsers.OtherPeople;
25                 Console.WriteLine(GetGreetingContents(UserName, DGG));
26             }
27             
28             Console.Read();
29         }

View Code

另一種不太規范寫法：不用GetGreetingContents(string UserName,DelegateGetGreeting delegateGetGreeting)方法

 1 static void Main(string[] args)
 2         {
 3             //根據語言判斷，傳遞哪個方法的參數
 4             Console.WriteLine("------------請輸入用戶名------------");
 5             string UserName = Console.ReadLine();
 6             Console.WriteLine("------------請輸入語言------------");
 7             string Language = Console.ReadLine();
 8             Console.WriteLine("------------輸出結果------------");
 9             GreetToUsers greetToUsers = new GreetToUsers();
10             DelegateGetGreeting DGG;
11             if (Language == "Chinese")
12             {
13                 //綁定單個方法
14                 DGG = greetToUsers.ChinesePeople;
15                 Console.WriteLine(DGG(UserName));
16             }
17             else if (Language == "English")
18             {
19                 DGG = greetToUsers.EnglishPeople;
20                 Console.WriteLine(DGG(UserName));
21             }
22             else
23             {
24                 DGG = greetToUsers.OtherPeople;
25                 Console.WriteLine(DGG(UserName));
26             }
27             
28             Console.Read();
29         }

View Code

之所以不規范，主要是在項目中，不利於代碼的模塊化。

2.綁定多個方法（多播委托）

注意：綁定多個方法時，委托范圍類型必須為void類型，否則只返回最后一個綁定的值。

綁定多個方法，采用 += 綁定

 1 using System;
 2 
 3 namespace DelegateDemo
 4 {
 5     class Program
 6     {
 7         static void Main(string[] args)
 8         {
 9              
10             GreetToUsers greetToUsers = new GreetToUsers();
11             DelegateGetGreeting DGG;
12             
13             //綁定多個方法
14             DGG = greetToUsers.ChinesePeople;
15             DGG += greetToUsers.EnglishPeople;
16             DGG("小王");
17 
18             Console.Read();
19         }
20         
21         
22     }
23 
24     //定義委托
25     public delegate void DelegateGetGreeting(string UserName);
26 
27 
28     //定義基本問候類和方法
29     public  class GreetToUsers
30     {
31         //Chinese People
32         public void ChinesePeople(string UserName)
33         {
34             string GreetContents = "您好!" + UserName;
35             Console.WriteLine(GreetContents);
36         }
37 
38         //English People
39         public void EnglishPeople(string UserName)
40         {
41             string GreetContents = "Hello," + UserName + "!";
42             Console.WriteLine(GreetContents);
43         }
44         //非英非漢
45         public void OtherPeople(string UserName)
46         {
47             Console.WriteLine("Sorrry,當前系統只支持漢語與英語");
48         }
49     }
50 
51 }
52    
53 
54

View Code

3.解綁方法

解載綁定的方法，采用 -= 解綁

 1 using System;
 2 
 3 namespace DelegateDemo
 4 {
 5     class Program
 6     {
 7         static void Main(string[] args)
 8         {
 9              
10             GreetToUsers greetToUsers = new GreetToUsers();
11             DelegateGetGreeting DGG;
12             
13             //綁定多個方法
14             DGG = greetToUsers.ChinesePeople;
15             DGG += greetToUsers.EnglishPeople;
16 
17             //解綁ChinesePeople方法
18             DGG-= greetToUsers.ChinesePeople;
19             DGG("小王");
20 
21             Console.Read();
22         }
23         
24         
25     }
26 
27     //定義委托
28     public delegate void DelegateGetGreeting(string UserName);
29 
30 
31     //定義基本問候類和方法
32     public  class GreetToUsers
33     {
34         //Chinese People
35         public void ChinesePeople(string UserName)
36         {
37             string GreetContents = "您好!" + UserName;
38             Console.WriteLine(GreetContents);
39         }
40 
41         //English People
42         public void EnglishPeople(string UserName)
43         {
44             string GreetContents = "Hello," + UserName + "!";
45             Console.WriteLine(GreetContents);
46         }
47         //非英非漢
48         public void OtherPeople(string UserName)
49         {
50             Console.WriteLine("Sorrry,當前系統只支持漢語與英語");
51         }
52     }
53 
54 }

View Code

（三）委托機制

將如下代碼通過反匯編工具.NET Reflector反匯編

 1 using System;
 2 
 3 namespace DelegateDemo
 4 {
 5     class Program
 6     {
 7         static void Main(string[] args)
 8         {
 9 
10             GreetToUsers GTU = new GreetToUsers();
11 
12             DelegateGreet DG = new DelegateGreet();
13 
14             //DG.delegateGetGreeting = GTU.ChinesePeople;//注冊方法
15             DG.delegateGetGreeting += GTU.ChinesePeople;
16             DG.delegateGetGreeting += GTU.EnglishPeople;
17             DG.GreetUser("小王");
18 
19             Console.Read();
20         }
21     }
22 
23     public class DelegateGreet
24     {
25         //聲明委托
26         public delegate void DelegateGetGreeting(string UserName);
27 
28         //委托變量為public,破壞了類的封裝性
29         public DelegateGetGreeting delegateGetGreeting;
30 
31         //雖然Event論定義為public，但其還是私有變量，只能通過+=，或-=訪問
32         //public event DelegateGetGreeting EventGreet;
33 
34         public void GreetUser(string UserName)
35         {
36             //EventGreet?.Invoke(UserName);
37             delegateGetGreeting(UserName);
38         }
39     }
40 
41     //定義基本問候類和方法
42     public class GreetToUsers
43     {
44         //Chinese People
45         public void ChinesePeople(string UserName)
46         {
47             string GreetContents = "您好!" + UserName;
48             Console.WriteLine(GreetContents);
49         }
50 
51         //English People
52         public void EnglishPeople(string UserName)
53         {
54             string GreetContents = "Hello," + UserName + "!";
55             Console.WriteLine(GreetContents);
56         }
57         //非英非漢
58         public void OtherPeople(string UserName)
59         {
60             Console.WriteLine("Sorrry,當前系統只支持漢語與英語");
61         }
62     }
63 }
64  
65

View Code

反匯編

分析:

1.三個核心方法：BeginInvoke,EndInvoke和Invoke

(1)使用Invoke完成一個委托方法的封送，就類似於使用SendMessage方法來給界面線程發送消息，是一個同步方法。也就是說在Invoke封送的方法被執行完畢前，Invoke方法不會返回，從而調用者線程將被阻塞。

(2使用BeginInvoke方法封送一個委托方法，類似於使用PostMessage進行通信，這是一個異步方法。也就是該方法封送完畢后馬上返回，不會等待委托方法的執行結束，調用者線程將不會被阻塞。但是調用者也

可以使用EndInvoke方法或者其它類似WaitHandle機制等待異步操作的完成。

總結：但是在內部實現上，Invoke和BeginInvoke都是用了PostMessage方法，從而避免了SendMessage帶來的問題。而Invoke方法的同步阻塞是靠WaitHandle機制來完成的。

提示：

最近瀏覽一篇文章，也講得不錯：http://blog.csdn.net/goodshot/article/details/6157529

要想深入了解，請參照《CLR Via C#》，

第二部分事件

關於事件(event),將會從如下四個角度來分析.

1.什么是事件

2.事件能解決什么問題

3.怎么使用事件

4.事件機制

一什么是事件

談到委托，必提事件，事件本質是對委托的封裝，對外提供add_EventName(對應+=)和remove_EventName(對應-=)訪問，從而實現類的封裝性。

1.種類

強類型事件和弱類型事件

2.一些用處

(1)WebForm控件的Click事件。做過WebForm開發的朋友，可能對事件是非常熟悉的，如拖一個Button，雙擊，就自動在后台生成Button的Click事件，如下圖所示。

原理：在Windows運用程序中，Button類提供了Click事件，其本質就是委托，當我們觸發Click事件時，調用的處理程序方法需要參數，其參數就是由委托類型來定義的。

(2)設計模式發布/訂閱。事件是基於委托的，為委托提供了一種發布/訂閱機制。

二事件能解決哪些問題

1.將公有的委托變量定義為私有變量，從而滿足類的封裝性原則；

2.具有委托具有的作用；

三如何使用事件

1.聲明委托

public delegate void DelegateGetGreeting(string UserName);

2.聲明事件

與委托聲明一樣，只不過多了一個關鍵字event

public event DelegateGetGreeting EventGreet;

3.時間注冊方法

事件注冊方法與委托注冊方法是一樣的。

1 DelegateGreet DG= new DelegateGreet();
2 //DG.delegateGetGreeting = GTU.ChinesePeople;//注冊方法
3 DG.EventGreet+= GTU.ChinesePeople;
4 DG.EventGreet += GTU.EnglishPeople;

4.調用事件

調用定義事件的方法

DG.GreetUser("小王");

完整代碼如下：

 1 using System;
 2 
 3 namespace DelegateDemo
 4 {
 5     class Program
 6     {
 7         static void Main(string[] args)
 8         {
 9              
10             GreetToUsers GTU = new GreetToUsers();
11 
12             DelegateGreet DG= new DelegateGreet();
13 
14             //DG.delegateGetGreeting = GTU.ChinesePeople;//注冊方法
15             DG.EventGreet+= GTU.ChinesePeople;
16             DG.EventGreet += GTU.EnglishPeople;
17             DG.GreetUser("小王");
18 
19             Console.Read();
20 
21         }
22         
23         
24     }
25     public class DelegateGreet
26     {
27         //聲明委托
28         public delegate void DelegateGetGreeting(string UserName);
29 
30         //委托變量為public,破壞了類的封裝性
31         //public DelegateGetGreeting delegateGetGreeting;
32 
33         //雖然Event論定義為public，但其還是私有變量，只能通過+=，或-=訪問
34         public event DelegateGetGreeting EventGreet;
35 
36         public void GreetUser(string UserName)
37         {
38             EventGreet?.Invoke(UserName);
39             //delegateGetGreeting(UserName);
40         }
41 
42 
43     }
44 
45 
46     //定義基本問候類和方法
47     public  class GreetToUsers
48     {
49         //Chinese People
50         public void ChinesePeople(string UserName)
51         {
52             string GreetContents = "您好!" + UserName;
53             Console.WriteLine(GreetContents);
54         }
55 
56         //English People
57         public void EnglishPeople(string UserName)
58         {
59             string GreetContents = "Hello," + UserName + "!";
60             Console.WriteLine(GreetContents);
61         }
62         //非英非漢
63         public void OtherPeople(string UserName)
64         {
65             Console.WriteLine("Sorrry,當前系統只支持漢語與英語");
66         }
67     }
68 
69 }
70    
71 
72

View Code

四事件機制

事件的本質就是委托，向外提供兩個訪問方法add_EventName(對應+=)和remove-EventName(對應-=)，我們通過.NET Reflector反匯編工具來查看，到底是不是這樣的。

參考文獻

【01】C#高級編程（第七版）（Christian Nagel,Bill Evjen和Jay Glynn 編著，李銘譯，黃靜審校）

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