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C#中的委托和事件(完整版)
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更新于2023-03-16
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委托和事件在.NET Framework 中的应用非常广泛,然而,较好地理解委托和事件对很多接触C#时间不 长的人来说并不容易。它们就像是一道槛儿,过了这个槛的人,觉得真是太容易了,而没有过去的人每次见 到委托和事件就觉得心里堵得慌,混身不自在。本章中,我将由浅入深地讲述什么是委托、为什么要使用委 托、事件的由来、.NET Framework 中的委托和事件、委托中方法异常和超时的处理、委托与异步编程、委 托和事件对Observer 设计模式的意义,对它们的编译代码也做了讨论。 1.1
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目 录
1.1 理解委托....................................................................................................................................................................2
1.1.1 将方法作为方法的参数.............................................................................................................................. 2
1.1.2 将方法绑定到委托...................................................................................................................................... 4
1.2 事件的由来................................................................................................................................................................6
1.2.1 更好的封装性.............................................................................................................................................. 6
1.2.2 限制类型能力.............................................................................................................................................. 9
1.3 委托的编译代码......................................................................................................................................................10
1.4 .NET 框架中的委托和事件....................................................................................................................................11
1.4.1 范例说明.................................................................................................................................................... 11
1.4.2 Observer 设计模式简介............................................................................................................................ 12
1.4.3 实现范例的 Observer 设计模式.............................................................................................................. 13
1.4.4 .NET 框架中的委托与事件...................................................................................................................... 14
1.5 委托进阶..................................................................................................................................................................16
1.5.1 为什么委托定义的返回值通常都为 void?............................................................................................16
1.5.2 如何让事件只允许一个客户订阅?........................................................................................................16
1.5.3 获得多个返回值与异常处理.................................................................................................................... 18
1.6 订阅者方法超时的处理..........................................................................................................................................21
1.7 委托和方法的异步调用..........................................................................................................................................24
1.8 总结..........................................................................................................................................................................28
- 2 -
C#中的委托和事件
委托和事件在 .NET Framework 中的应用非常广泛,然而,较好地理解委托和事件对很多接触 C#时间不
长的人来说并不容易。它们就像是一道槛儿,过了这个槛的人,觉得真是太容易了,而没有过去的人每次见
到委托和事件就觉得心里堵得慌,混身不自在。本章中,我将由浅入深地讲述什么是委托、为什么要使用委
托、事件的由来、.NET Framework 中的委托和事件、委托中方法异常和超时的处理、委托与异步编程、委
托和事件对 Observer 设计模式的意义,对它们的编译代码也做了讨论。
1.1 理解委托
1.1.1 将方法作为方法的参数
我们先不管这个标题如何的绕口,也不管委托究竟是个什么东西,来看下面这两个最简单的方法,它们
不过是在屏幕上输出一句问候的话语:
// ************************************************************************
public void GreetPeople(string name)
{
//
做某些额外的事情,比如初始化之类,此处略
EnglishGreeting(name);
}
public void EnglishGreeting(string name)
{
Console.WriteLine("Good Morning, " + name);
}
// ************************************************************************
暂且不管这两个方法有没有什么实际意义。GreetPeople 用于向某人问好,当我们传递代表某人姓名的
name 参数,比如说“Liker”,进去的时候,在这个方法中,将调用 EnglishGreeting 方法,再次传递 name 参
数,EnglishGreeting 则用于向屏幕输出 “Good Morning, Liker”。
现在假设这个程序需要进行全球化,哎呀,不好了,我是中国人,我不明白“Good Morning”是什么意
思,怎么办呢?好吧,我们再加个中文版的问候方法:
// ************************************************************************
public void ChineseGreeting(string name)
{
Console.WriteLine("
早上好
, " + name);
}
// ************************************************************************
这时候,GreetPeople 也需要改一改了,不然如何判断到底用哪个版本的 Greeting 问候方法合适呢?在
进行这个之前,我们最好再定义一个枚举作为判断的依据:
// ************************************************************************
public enum Language
{
English, Chinese
}
public void GreetPeople(string name, Language lang)
{
//做某些额外的事情,比如初始化之类,此处略
swith(lang)
{
case Language.English:
EnglishGreeting(name);
break;
case Language.Chinese:
ChineseGreeting(name);
break;
}
- 3 -
}
// ************************************************************************
OK,尽管这样解决了问题,但我不说大家也很容易想到,这个解决方案的可扩展性很差,如果日后我们
需要再添加韩文版、日文版,就不得不反复修改枚举和 GreetPeople()方法,以适应新的需求。
在考虑新的解决方案之前,我们先看看 GreetPeople 的方法签名:
// ************************************************************************
public void GreetPeople(string name, Language lang)
// ************************************************************************
我们仅看 string name,在这里,string 是参数类型,name 是参数变量,当我们赋给 name 字符串“Liker”
时,它就代表“Liker”这个值;当我们赋给它“李志中”时,它又代表着“李志中”这个值。然后,我们可
以在方法体内对这个 name 进行其他操作。哎,这简直是废话么,刚学程序就知道了。
如果你再仔细想想,假如 GreetPeople()方法可以接受一个参数变量,这个变量可以代表另一个方法,当
我们给这个变量赋值 EnglishGreeting 的时候,它代表着 EnglsihGreeting() 这个方法;当我们给它赋值
ChineseGreeting 的时候,它又代表着 ChineseGreeting()方法。我们将这个参数变量命名为 MakeGreeting,那
么不是可以如同给 name 赋值时一样,在调用 GreetPeople()方法的时候,给这个 MakeGreeting 参数也赋上
值么(ChineseGreeting 或者 EnglsihGreeting 等)?然后,我们在方法体内,也可以像使用别的参数一样使用
MakeGreeting 。 但是, 由于 MakeGreeting 代表 着一 个方 法, 它的使 用方式 应该 和它被 赋的 方法 (比 如
ChineseGreeting)是一样的,比如:
// ************************************************************************
MakeGreeting(name);
// ************************************************************************
好了,有了思路了,我们现在就来改改 GreetPeople()方法,那么它应该是这个样子了:
// ************************************************************************
public void GreetPeople(string name, *** MakeGreeting)
{
MakeGreeting(name);
}
// ************************************************************************
注意到 *** ,这个位置通常放置的应该是参数的类型,但到目前为止,我们仅仅是想到应该有个可以
代表方法的参数,并按这个思路去改写 GreetPeople 方法,现在就出现了一个大问题:这个代表着方法的
MakeGreeting 参数应该是什么类型的?
说 明:这里已不再需要枚举了,因为在给 MakeGreeting 赋值的时候动态地决定使用哪个方法,是
ChineseGreeting 还是 EnglishGreeting,而在这个两个方法内部,已经对使用“Good Morning”还是“早上好”
作了区分。
聪明的你应该已经想到了,现在是委托该出场的时候了,但讲述委托之前,我们再看看 MakeGreeting 参
数所能代表的 ChineseGreeting()和 EnglishGreeting()方法的签名:
// ************************************************************************
public void EnglishGreeting(string name)
public void ChineseGreeting(string name)
// ************************************************************************
如同 name 可以接受 String 类型的“true”和“1”,但不能接受 bool 类型的 true 和 int 类型的 1 一样。
MakeGreeting 的 参数类型定义 应该能够确定 MakeGreeting 可以代表的 方法种类,再进一步讲,就是
MakeGreeting 可以代表的方法 的 参数类型和返回类型。
于是,委托出现了:它定义了 MakeGreeting 参数所能代表的方法的种类,也就是 MakeGreeting 参数的
类型。
说 明:如果上面这句话比较绕口,我把它翻译成这样:string 定义了 name 参数所能代表的值的种类,
也就是 name 参数的类型。
本例中委托的定义:
// ************************************************************************
public delegate void GreetingDelegate(string name);
// ************************************************************************
可以与上面 EnglishGreeting()方法的签名对比一下,除了加入了 delegate 关键字以外,其余的是不是完
全一样?
- 4 -
现在,让我们再次改动 GreetPeople()方法,如下所示:
// ************************************************************************
public void GreetPeople(string name, GreetingDelegate MakeGreeting)
{
MakeGreeting(name);
}
// ************************************************************************
如你所见,委托 GreetingDelegate 出现的位置与 string 相同,string 是一个类型,那么 GreetingDelegate
应该也是一个类型,或者叫类(Class)。但是委托的声明方式和类却完全不同,这是怎么一回事?实际上,委
托在编译的时候确实会编译成类。因为 Delegate 是一个类,所以在任何可以声明类的地方都可以声明委托。
更多的内容将在下面讲述,现在,请看看这个范例的完整代码:
// ************************************************************************
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
namespace Delegate
{
//定义委托,它定义了可以代表的方法的类型
public delegate void GreetingDelegate(string name);
class Program
{
private static void EnglishGreeting(string name)
{
Console.WriteLine("Good Morning, " + name);
}
private static void ChineseGreeting(string name)
{
Console.WriteLine("早上好, " + name);
}
//注意此方法,它接受一个 GreetingDelegate 类型的方法作为参数
private static void GreetPeople(string name, GreetingDelegate
MakeGreeting)
{
MakeGreeting(name);
}
static void Main(string[] args)
{
GreetPeople("Liker", EnglishGreeting);
GreetPeople("
李志中
", ChineseGreeting);
Console.ReadLine();
}
}
}
// ************************************************************************
输出如下:
// ************************************************************************
Good Morning, Liker
早上好
,
李志中
// ************************************************************************
我们现在对委托做一个总结:委托是一个类,它定义了方法的类型,使得可以将方法当作另一个方法的
参数来进行传递,这种将方法动态地赋给参数的做法,可以避免在程序中大量使用 If … Else(Switch)语句,
同时使得程序具有更好的可扩展性。
1.1.2 将方法绑定到委托
看到这里,是不是有那么点如梦初醒的感觉?于是,你是不是在想:在上面的例子中,我不一定要直接
在 GreetPeople()方法中给 name 参数赋值,我可以像这样使用变量:
- 5 -
// ************************************************************************
static void Main(string[] args)
{
GreetPeople("Liker", EnglishGreeting);
GreetPeople("李志中", ChineseGreeting);
Console.ReadLine();
}
// ************************************************************************
而既然委托 GreetingDelegate 和类型 string 的地位一样,都是定义了一种参数类型,那么,我是不是也
可以这么使用委托?
// ************************************************************************
static void Main(string[] args)
{
GreetingDelegate delegate1, delegate2;
delegate1 = EnglishGreeting;
delegate2 = ChineseGreeting;
GreetPeople("Liker", delegate1);
GreetPeople("李志中", delegate2);
Console.ReadLine();
}
// ************************************************************************
如你所料,这样是没有问题的,程序一如预料的那样输出。这里,我想说的是委托不同于 string 的一个
特性:可以将多个方法赋给同一个委托,或者叫将多个方法绑定到同一个委托,当调用这个委托的时候,将
依次调用其所绑定的方法。在这个例子中,语法如下:
// ************************************************************************
static void Main(string[] args)
{
GreetingDelegate delegate1;
delegate1 = EnglishGreeting; // 先给委托类型的变量赋值
delegate1 += ChineseGreeting; //
给此委托变量再绑定一个方法
//
将先后调用
EnglishGreeting
与
ChineseGreeting
方法
GreetPeople("Liker", delegate1);
Console.ReadLine();
}
// ************************************************************************
输出为:
// ************************************************************************
Good Morning, Liker
早上好, Liker
// ************************************************************************
实 际 上 , 我 们 可 以 也 可 以 绕 过 GreetPeople 方 法 , 通 过 委 托 来 直 接 调 用 EnglishGreeting 和
ChineseGreeting:
// ************************************************************************
static void Main(string[] args)
{
GreetingDelegate delegate1;
delegate1 = EnglishGreeting; // 先给委托类型的变量赋值
delegate1 += ChineseGreeting; // 给此委托变量再绑定一个方法
//
将先后调用
EnglishGreeting
与
ChineseGreeting
方法
delegate1 ("Liker");
Console.ReadLine();
}
// ************************************************************************
说 明:这在本例中是没有问题的,但回头看下上面 GreetPeople()的定义,在它之中可以做一些对于
EnglshihGreeting 和 ChineseGreeting 来说都需要进行的工作,为了简便我做了省略。
注意这里,第一次用的“=”,是赋值的语法;第二次,用的是“+=”,是绑定的语法。如果第一次就使
用“+=”,将出现“使用了未赋值的局部变量”的编译错误。我们也可以使用下面的代码来这样简化这一过
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