【C#系列】浅谈委托和委托

本篇文章更适合具有一定开发经验，一定功底，且对底层代码有所研究的朋友！！！

本篇文章主要采用理论和代码实例相结合方式来论述委托和事件，涉及到一些边界技术，如软件架构的OCP原则(开-闭原则)，

软件架构解耦，设计模式(Sender-Order)和事件驱动模型，有一定难度和深度，不适合初级者。

第一部份   委托

关于委托内容，主要围绕下图来论述。

一   委托是什么(what)

（一）委托产生的背景之一

1.我们先来假设这样一个情景需求：

设计一个系统，使其满足如下条件：

（1）当前，只有中国人和英国人使用该系统；

（2）向系统输入用户名和相应的语言，将产生相应语言的问候语；

（3）后期，可能会有其他国家语言加入该系统(系统变化的部分) ；

2.技术方案实现

关于技术方案实现，我们可以采用下图中的三种方式之一。

为了更好地叙述委托，我们分别实现三种技术方案，并找出它们的关系。

2.1 一般实现

Code（控制台程序）

 using System;

 namespace DelegateDemo
 {
     class Program
     {
         static void Main(string[] args)
         {
             Console.WriteLine(GetGreetingContens("小王", "Chinese"));
             Console.WriteLine(GetGreetingContens("Alan_beijing", "English"));
             Console.WriteLine(GetGreetingContens("Linda", "Russian"));
             Console.Read();
         }

         //根据用户名和语言，获取问候语
         public static string GetGreetingContens(string UserName, string Language)
         {
             //New 一个GreetToUsers对象
             GreetToUsers greetToUsers = new GreetToUsers();
             //当然，你也可以使用switch开发语句来代替如下的if......else......
             if (Language == "Chinese")
             {
                 return greetToUsers.ChinesePeople(UserName);
             }
             else if (Language == "English")
             {
                 return greetToUsers.EnglishPeople(UserName);
             }
             else
             {
                 return "抱歉,当前系统只支持汉语与英语（Sorry, the current system only supports Chinese and English.）";
             }
         }
     }

     //定义基本问候类和方法
     public class GreetToUsers
     {
         //Chinese People
         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;
         }
     }

 }

Result

分析

2.2用接口实现

如上，我们分析了方案一中的问题，为了更好地解决方案一存在的问题，我们采用面向接口编程的形式来实现。

2.2.1  什么是面向接口编程？

面向接口编程，主要是解决软件架构设计中“动静问题”，即封装不变(静)，剥离变化(抽出变化)。

Code:

 using System;

 namespace DelegateDemo
 {
     class Program
     {
         static void Main(string[] args)
         {
             GreetToChineseUsers greetToChinesUsers = new GreetToChineseUsers();
             GreetToEnglishUsers greetToEnglishUsers = new GreetToEnglishUsers();
             GreetToOtherUsers greetToOtherUsers = new GreetToOtherUsers();
             //Chinse Users
             IGreetToUsers iGreetToChineseUsers = greetToChinesUsers;
             Console.WriteLine(iGreetToChineseUsers.CountryPeople("小王", "Chinese"));
             //English Users
             IGreetToUsers iGreetToEnglishUsers = greetToEnglishUsers;
             Console.WriteLine(iGreetToEnglishUsers.CountryPeople("Alan_beijing", "English"));
             //Other Users
             IGreetToUsers iGreetToOtherUsers = greetToOtherUsers;
             Console.WriteLine(iGreetToOtherUsers.CountryPeople("Linda", "Russian"));

             Console.Read();
         }

     }

     //系统输出问候语(变化的部分，语言为变化因子)
     public interface IGreetToUsers
     {
         string CountryPeople(string UserName,string Language);
     }

     //汉语用户类
     public class GreetToChineseUsers:IGreetToUsers
     {
         //Chinese People
         public string  CountryPeople(string UserName, string Language)
         {
             string GreetContents = "您好!" + UserName;
             return GreetContents;
         }
     }

     //英语用户类
     public class GreetToEnglishUsers : IGreetToUsers
     {
         //English People
         public string CountryPeople(string UserName, string Language)
         {
             string GreetContents = "Hello," + UserName + "!";
             return GreetContents;
         }
     }

     //其他用户类
     public class GreetToOtherUsers : IGreetToUsers
     {
         //English People
         public string CountryPeople(string UserName, string Language)
         {
             return "Sorrry,当前系统只支持汉语与英语";
         }
     }

 }

result

分析：

(1)如上，我们将变化因子"语言"剥离出来，形成接口，以后只要每增加一个语言，只需实现接口即可，满足了OCP原则，基本解决了方案一中存在的问题；

(2)如上代码只是为了演示面向接口编程这个功能，并不完善，感兴趣的读者，可自行完善（如将语言定义为枚举类型等）；

方案二中的代码，细心的读者会发现，Main方法中new了三个对象，假若以后系统有300门语言，那岂不New 300个类，这样的话，也不利于代码维护呀，怎么解决这个问题呢？(提示一下，采用设计模式抽象工厂即可解决该问题)

2.3 用委托实现

在这里，没接触过委托的读者，先跳过这部分，往下读，看完（三）怎样使用委托(How to use)后，再来看本部分。

Code

 using System;

 namespace DelegateDemo
 {
     class Program
     {
         static void Main(string[] args)
         {
             //根据语言判断，传递哪个方法的参数
             Console.WriteLine("------------请输入用户名------------");
             string UserName = Console.ReadLine();
             Console.WriteLine("------------请输入语言------------");
             string Language = Console.ReadLine();
             Console.WriteLine("------------输出结果------------");
             GreetToUsers greetToUsers = new GreetToUsers();
             if (Language == "Chinese")
             {
                Console.WriteLine(GetGreetingContents(UserName, greetToUsers.ChinesePeople));
             }
             else if (Language == "English")
             {
                 Console.WriteLine(GetGreetingContents(UserName, greetToUsers.EnglishPeople));
             }
             else
             {
                Console.WriteLine(GetGreetingContents(UserName, greetToUsers.OtherPeople));
             }
            Console.Read();
         }

         public static string GetGreetingContents(string UserName,DelegateGetGreeting delegateGetGreeting)
         {
            return delegateGetGreeting(UserName);
         }
     }

     //定义委托
     public delegate string DelegateGetGreeting(string UserName);

     //定义基本问候类和方法
     public  class GreetToUsers
     {
         //Chinese People
         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;
         }
         //非英非汉
         public string OtherPeople(string UserName)
         {
             return "Sorrry,当前系统只支持汉语与英语";
         }
     }

 }

Result

2.3 分析上述三种实现方案的关系

通过上诉三种方式的比较，我们容易得出委托的如下结论：

(1)抽象方法，屏蔽方法细节，调用只需传递方法名字即可；

(2)能够实现程序的解耦，松耦合（在方案一中，GetGreetingContens方法体内new了GreetToUsers对象，强耦合）

(3)委托一般扮演中间者的角色，这功能在委托事件中体现非常明显(第二部分 事件 将详细论述)

如我们在租房子时，可以直接找房东(技术实现的一般方法，强耦合，让租房者和房东直接联系)，也可找中介(技术实现的委托，松耦合，租房者通过中介来与房东联系)

2.4 委托背景概述

委托的重要产生背景，就是事件驱动模型(关于什么是事件和事件驱动，在本文第二部份 事件 论述)。

（二） 委托定义

用delegate关键字定义委托（注意，委托是没有方法体的，类似接口里面的方法），在定义委托前，必须明确两个问题：

1.委托将要绑定的方法；

2.委托的形参类型，形参个数和委托的返回值必须与将要绑定的方法的形参类型，形参个数和返回值一致；

（三）相关概念

委托涉及的相关概念有函数指针，类型安全性、事件、Lambda表达式等

1.函数指针：在C++中，指针的一个类别，主要指向函数（变量指针，主要指向变量地址），可以把C#中的委托理解为函数指针；

2.类型安全性：在C++中，我们都知道指针是类型不安全的(返回值，返回类型和什么时候返回，这些都是未知的)，而委托是类型安全的；

3.事件：可以把事件理解为委托的一种特例(在本文第二部份 事件 论述)

4.Lambda表达式：委托与Lambd表达式相结合，实现高效编程，与Jquery的“较少代码做更多的事”类似，委托与Lambda，Linq相结合，使较短代码就能实现比较复杂的功能(在本篇文章中不讲解Lambda与Lambda树，将在后续文章中讲解)

（四）委托组成

大致分为两部分：声明委托和注册方法(也叫绑定方法)

1.声明委托

用delegate声明；

2.绑定方法

绑定具体方法，传递方法名称；

（五） 委托种类

委托种类，一般分为多播委托和单播委托

1.单播委托：绑定单个方法

2.绑定多个方法

（六） 委托操作

1.绑定方法

2.解绑方法

二  委托能解决什么问题(Can do)

1.避免核心方法中存在大量的if....else....语句(或swich开关语句)；

2.满足程序设计的OCP原则；

3.使程序具有扩展性；

4.绑定事件；

5.结合Lambda表达式，简化代码，高效编程；

6.实现程序的松耦合(解耦)，这个在事件(event)中体现比较明显；

三  怎么使用委托(How to use)（本篇文章不谈匿名委托，匿名委托具体内容，将在Lambda章节讲解）

（一）委托的基本构成

通常地，使用委托的步骤与使用类的步骤是一样的。大致分为两步：定义委托和绑定方法（传递方法）

1.定义委托

用delegate关键字定义委托（注意，委托是没有方法体的，类似接口里面的方法），在定义委托前，必须明确两个问题：

(1).委托将要绑定的方法；

(2).委托的形参类型，形参个数和委托的返回值必须与将要绑定的方法的形参类型，形参个数和返回值一致；

public delegate  委托返回类型  委托名(形参)

例子：如上我们委托将要表示系统输出的问候语

a.委托将要绑定的方法

 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;
        }
        //非英非汉
        public string OtherPeople(string UserName)
        {
            return "Sorrry,当前系统只支持汉语与英语";
        }

b.由如上方法可看出，方法的返回类型为string,方法有一个string类型的形参，在定义委托时，与其保持一致即可

//定义委托
public delegate string DelegateGetGreeting(string UserName);

2.绑定方法

使用委托时，将方法名字作为参数传递给委托即可

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

（二）委托绑定方法

1.绑定单个方法

绑定单个方法，将单个方法名字传给委托即可

 static void Main(string[] args)
         {
             //根据语言判断，传递哪个方法的参数
             Console.WriteLine("------------请输入用户名------------");
             string UserName = Console.ReadLine();
             Console.WriteLine("------------请输入语言------------");
             string Language = Console.ReadLine();
             Console.WriteLine("------------输出结果------------");
             GreetToUsers greetToUsers = new GreetToUsers();
             DelegateGetGreeting DGG;
             if (Language == "Chinese")
             {
                 //绑定单个方法
                 DGG = greetToUsers.ChinesePeople;
                 Console.WriteLine(GetGreetingContents(UserName, DGG));
             }
             else if (Language == "English")
             {
                 DGG = greetToUsers.EnglishPeople;
                 Console.WriteLine(GetGreetingContents(UserName, DGG));
             }
             else
             {
                 DGG = greetToUsers.OtherPeople;
                 Console.WriteLine(GetGreetingContents(UserName, DGG));
             }

             Console.Read();
         }

另一种不太规范写法：不用GetGreetingContents(string UserName,DelegateGetGreeting delegateGetGreeting)方法

 static void Main(string[] args)
         {
             //根据语言判断，传递哪个方法的参数
             Console.WriteLine("------------请输入用户名------------");
             string UserName = Console.ReadLine();
             Console.WriteLine("------------请输入语言------------");
             string Language = Console.ReadLine();
             Console.WriteLine("------------输出结果------------");
             GreetToUsers greetToUsers = new GreetToUsers();
             DelegateGetGreeting DGG;
             if (Language == "Chinese")
             {
                 //绑定单个方法
                 DGG = greetToUsers.ChinesePeople;
                 Console.WriteLine(DGG(UserName));
             }
             else if (Language == "English")
             {
                 DGG = greetToUsers.EnglishPeople;
                 Console.WriteLine(DGG(UserName));
             }
             else
             {
                 DGG = greetToUsers.OtherPeople;
                 Console.WriteLine(DGG(UserName));
             }

             Console.Read();
         }

之所以不规范，主要是在项目中，不利于代码的模块化。

2.绑定多个方法（多播委托）

注意：绑定多个方法时，委托范围类型必须为void类型，否则只返回最后一个绑定的值。

绑定多个方法，采用 += 绑定

 using System;

 namespace DelegateDemo
 {
     class Program
     {
         static void Main(string[] args)
         {

             GreetToUsers greetToUsers = new GreetToUsers();
             DelegateGetGreeting DGG;

             //绑定多个方法
             DGG = greetToUsers.ChinesePeople;
             DGG += greetToUsers.EnglishPeople;
             DGG("小王");

             Console.Read();
         }

     }

     //定义委托
     public delegate void DelegateGetGreeting(string UserName);

     //定义基本问候类和方法
     public  class GreetToUsers
     {
         //Chinese People
         public void ChinesePeople(string UserName)
         {
             string GreetContents = "您好!" + UserName;
             Console.WriteLine(GreetContents);
         }

         //English People
         public void EnglishPeople(string UserName)
         {
             string GreetContents = "Hello," + UserName + "!";
             Console.WriteLine(GreetContents);
         }
         //非英非汉
         public void OtherPeople(string UserName)
         {
             Console.WriteLine("Sorrry,当前系统只支持汉语与英语");
         }
     }

 }

3.解绑方法

解载绑定的方法，采用 -= 解绑

 using System;

 namespace DelegateDemo
 {
     class Program
     {
         static void Main(string[] args)
         {

             GreetToUsers greetToUsers = new GreetToUsers();
             DelegateGetGreeting DGG;

             //绑定多个方法
             DGG = greetToUsers.ChinesePeople;
             DGG += greetToUsers.EnglishPeople;

             //解绑ChinesePeople方法
             DGG-= greetToUsers.ChinesePeople;
             DGG("小王");

             Console.Read();
         }

     }

     //定义委托
     public delegate void DelegateGetGreeting(string UserName);

     //定义基本问候类和方法
     public  class GreetToUsers
     {
         //Chinese People
         public void ChinesePeople(string UserName)
         {
             string GreetContents = "您好!" + UserName;
             Console.WriteLine(GreetContents);
         }

         //English People
         public void EnglishPeople(string UserName)
         {
             string GreetContents = "Hello," + UserName + "!";
             Console.WriteLine(GreetContents);
         }
         //非英非汉
         public void OtherPeople(string UserName)
         {
             Console.WriteLine("Sorrry,当前系统只支持汉语与英语");
         }
     }

 }

（三）委托机制

将如下代码通过反汇编工具.NET Reflector反汇编

 using System;

 namespace DelegateDemo
 {
     class Program
     {
         static void Main(string[] args)
         {

             GreetToUsers GTU = new GreetToUsers();

             DelegateGreet DG = new DelegateGreet();

             //DG.delegateGetGreeting = GTU.ChinesePeople;//注册方法
             DG.delegateGetGreeting += GTU.ChinesePeople;
             DG.delegateGetGreeting += GTU.EnglishPeople;
             DG.GreetUser("小王");

             Console.Read();
         }
     }

     public class DelegateGreet
     {
         //声明委托
         public delegate void DelegateGetGreeting(string UserName);

         //委托变量为public,破坏了类的封装性
         public DelegateGetGreeting delegateGetGreeting;

         //虽然Event论定义为public，但其还是私有变量，只能通过+=，或-=访问
         //public event DelegateGetGreeting EventGreet;

         public void GreetUser(string UserName)
         {
             //EventGreet?.Invoke(UserName);
             delegateGetGreeting(UserName);
         }
     }

     //定义基本问候类和方法
     public class GreetToUsers
     {
         //Chinese People
         public void ChinesePeople(string UserName)
         {
             string GreetContents = "您好!" + UserName;
             Console.WriteLine(GreetContents);
         }

         //English People
         public void EnglishPeople(string UserName)
         {
             string GreetContents = "Hello," + UserName + "!";
             Console.WriteLine(GreetContents);
         }
         //非英非汉
         public void OtherPeople(string UserName)
         {
             Console.WriteLine("Sorrry,当前系统只支持汉语与英语");
         }
     }
 }

反汇编

分析:

1.三个核心方法：BeginInvoke,EndInvoke和Invoke

(1)使用Invoke完成一个委托方法的封送，就类似于使用SendMessage方法来给界面线程发送消息，是一个同步方法。也就是说在Invoke封送的方法被执行完毕前，Invoke方法不会返回，从而调用者线程将被阻塞。

(2使用BeginInvoke方法封送一个委托方法，类似于使用PostMessage进行通信，这是一个异步方法。也就是该方法封送完毕后马上返回，不会等待委托方法的执行结束，调用者线程将不会被阻塞。但是调用者也

可以使用EndInvoke方法或者其它类似WaitHandle机制等待异步操作的完成。

总结：但是在内部实现上，Invoke和BeginInvoke都是用了PostMessage方法，从而避免了SendMessage带来的问题。而Invoke方法的同步阻塞是靠WaitHandle机制来完成的。

提示：

最近浏览一篇文章，也讲得不错：http://blog.csdn.net/goodshot/article/details/6157529

要想深入了解，请参照《CLR Via C#》，

第二部分  事件

关于事件(event),将会从如下四个角度来分析.

1.什么是事件

2.事件能解决什么问题

3.怎么使用事件

4.事件机制

一  什么是事件

谈到委托，必提事件，事件本质是对委托的封装，对外提供add_EventName(对应+=)和remove_EventName(对应-=)访问，从而实现类的封装性。

1.种类

强类型事件和弱类型事件

2.一些用处

(1)WebForm控件的Click事件。做过WebForm开发的朋友，可能对事件是非常熟悉的，如拖一个Button，双击，就自动在后台生成Button的Click事件，如下图所示。

原理：在Windows运用程序中，Button类提供了Click事件，其本质就是委托，当我们触发Click事件时，调用的处理程序方法需要参数，其参数就是由委托类型来定义的。

(2)设计模式发布/订阅。事件是基于委托的，为委托提供了一种发布/订阅机制。

二 事件能解决哪些问题

1.将公有的委托变量定义为私有变量，从而满足类的封装性原则；

2.具有委托具有的作用；

三 如何使用事件

1.声明委托

public delegate void DelegateGetGreeting(string UserName);

2.声明事件

与委托声明一样，只不过多了一个关键字event

public event DelegateGetGreeting EventGreet;

3.时间注册方法

事件注册方法与委托注册方法是一样的。

 DelegateGreet DG= new DelegateGreet();
 //DG.delegateGetGreeting = GTU.ChinesePeople;//注册方法
 DG.EventGreet+= GTU.ChinesePeople;
 DG.EventGreet += GTU.EnglishPeople;

4.调用事件

调用定义事件的方法

DG.GreetUser("小王");

完整代码如下：

 using System;

 namespace DelegateDemo
 {
     class Program
     {
         static void Main(string[] args)
         {

             GreetToUsers GTU = new GreetToUsers();

             DelegateGreet DG= new DelegateGreet();

             //DG.delegateGetGreeting = GTU.ChinesePeople;//注册方法
             DG.EventGreet+= GTU.ChinesePeople;
             DG.EventGreet += GTU.EnglishPeople;
             DG.GreetUser("小王");

             Console.Read();

         }

     }
     public class DelegateGreet
     {
         //声明委托
         public delegate void DelegateGetGreeting(string UserName);

         //委托变量为public,破坏了类的封装性
         //public DelegateGetGreeting delegateGetGreeting;

         //虽然Event论定义为public，但其还是私有变量，只能通过+=，或-=访问
         public event DelegateGetGreeting EventGreet;

         public void GreetUser(string UserName)
         {
             EventGreet?.Invoke(UserName);
             //delegateGetGreeting(UserName);
         }

     }

     //定义基本问候类和方法
     public  class GreetToUsers
     {
         //Chinese People
         public void ChinesePeople(string UserName)
         {
             string GreetContents = "您好!" + UserName;
             Console.WriteLine(GreetContents);
         }

         //English People
         public void EnglishPeople(string UserName)
         {
             string GreetContents = "Hello," + UserName + "!";
             Console.WriteLine(GreetContents);
         }
         //非英非汉
         public void OtherPeople(string UserName)
         {
             Console.WriteLine("Sorrry,当前系统只支持汉语与英语");
         }
     }

 }

四 事件机制

事件的本质就是委托，向外提供两个访问方法add_EventName(对应+=)和remove-EventName(对应-=)，我们通过.NET Reflector反汇编工具来查看，到底是不是这样的。

参考文献

【01】C#高级编程（第七版）  （Christian Nagel,Bill Evjen和Jay Glynn 编著，李铭 译，黄静 审校）

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