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C#你应该知道的委托和事件

来源: Alan_beijing  作者: Alan_beijing


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。

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)。

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。

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

1 GreetToUsers greetToUsers = new GreetToUsers();
2 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。

1 DelegateGreet DG= new DelegateGreet();
2 //DG.delegateGetGreeting = GTU.ChinesePeople;//注册方法
3 DG.EventGreet+= GTU.ChinesePeople;
4 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) 

Tags:C 事件
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