一.什么是委托(Delegate)
先来点经典的解释——摘自MSDN:A delegate is a type① that references a method②. Once a delegate is assigned a method, it behaves exactly like that method③. The delegate method can be used like any other method, with parameters and a return value.
我先把它译过来:委托(Delegate,也有人称之为“代理”)是一种数据类型,这种类型(的实例)引用着一个方法。一旦为一个委托分配(你可以理解为“挂接”)上一个方法,那么它的行为将与这个方法一致(挂接上就是为了调用这个方法,不一致我还挂个什么劲儿……原来老外也会说车轱辘话:p)。委托可以像任何方法一样使用,比如有或者没有参数,以及返回值等等。
我给出一段例子,演示什么是Delegate。
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using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
namespace DelegateSample
{
// 地雷(类)
class Mine
{
public void Blast(int enemies)
{
Console.WriteLine("Killed {0} Japanese soldier(s)!!!", enemies);
}
}
// 院子(类)
class Yard
{
public int enemiesInYard;
public Mine mineInYard = new Mine();
}
// 绳子(委托)
public delegate void PullingString(int enemies);
// 战士(类)
class Soldier
{
//一个战士可以控制三颗地雷(你可以尝试用ArrayList,更爽)
public PullingString[] pullingStrings = new PullingString[3];
}
// 主程序类
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 三个院子
Yard yardOfZhang = new Yard();
Yard yardOfWang = new Yard();
Yard yardOfLi = new Yard();
// 嘎子给地雷挂弦儿
Soldier gazi = new Soldier();
gazi.pullingStrings[0] = new PullingString(yardOfZhang.mineInYard.Blast);
gazi.pullingStrings[1] = new PullingString(yardOfWang.mineInYard.Blast);
gazi.pullingStrings[2] = new PullingString(yardOfLi.mineInYard.Blast);
// 鬼子来啦!老张家的院儿里有五个鬼子,老王家三个,老李家十个。
yardOfZhang.enemiesInYard = 3;
yardOfWang.enemiesInYard = 5;
yardOfLi.enemiesInYard = 10;
// 嘎子拉弦儿了
gazi.pullingStrings[0](yardOfZhang.enemiesInYard);
gazi.pullingStrings[1](yardOfWang.enemiesInYard);
gazi.pullingStrings[2](yardOfLi.enemiesInYard);
}
}
}
通过上面这个例子,我来说一句话,看看你能不能明白:
委托就是一种机制,这种机制使得从一个类(本例中是Soldier类)中调用其它类(本例中是Mine类)中方法变得简单而清晰。降低了类与类之间的耦合度和程序设计的复杂程度(你可以试想一下,不使用委托,而把调用Mine的Blast方法直接写在Soldier类里,代码将是个什么情形……头大吧)。
什么?不明白?没关系,我解释一下上面的代码:
1. 这段代码是用Visual Studio 2005写的,你可以建立一个Console项目,用上面的代码完全覆盖VS为你准备好的代码,按下Ctrl+F5就可以执行了。
2. 地雷类:只包含一个public的Blast方法,这个方法要求一个int型的参数。这个参数决定地雷炸死几个鬼子。强调一下:Blast是Mine类中的一个方法,注意它的“签名”,是void型返回值外加一个int型参数。
3. 院子类:每个院子里埋了一颗铁西瓜,并且允许一定的小鬼子进来。
4. 绳子委托:这是本例的核心。战士想让地雷爆炸,有两种方法,一种是自己拿根香去点——前提是胆子足够大、捻儿足够长、跑的足够快——不过估计小鬼子不干;另一种是挂上一根发火弦儿(不见鬼子不挂弦儿吗~~),然后再那么一拉~~舌头就出来啦!Sorry!是小鬼子就归西了。那么大家发现:绳子一头连着战士,另一头连着地雷的Blast这个方法,于是,战士拉绳子的动作与亲自去点火的效果就等价了(it behaves exactly like that method③)。换句话说:战士把亲自点火这件事“委托”给了绳子去做——所以,绳子是一个“委托”的实例。
5. 战士类:一个战士手里可以拉着三根弦儿,我用一个数组表示的。因为Delegate是可以进行加/减运算的(后面讲“多播委托”的时候会提到),所以在调用参数一致的方法时(本例的参数是不一致的,分别是3,5,10),不用数组也行。强调一下:就是这个战士类要调用地雷类中的方法——跨类的方法调用。
6. 主 程序中第一块代码制造了三个院子,分别是老张、老王、老李家的院子。第二块代码是我们的主角张嘎子同学(由孙挺挺同学饰)登场……分别把手中的每根弦儿挂 接在各个院子的地雷上。第三块代码——鬼子来啦!第四块代码,嘎子同学通过拉动自己手中的三根弦儿,完成了清场的任务。
二.委托的由来
看完上面这段代码,也许你会说:嗯,很简单吗……
是的,在有了委托之后的确非常简单。不过你可以试着不用委托来实现同样的功能——完全可以实现,但类与类之间的关系就会搅和在一起,变得骤然复杂起来。为了避免损失脑细胞,我就不给出例子了。那么也许大家会问:C/C++没有委托,那怎么办呢?呵呵,这个问题问的帅呆了!C/C++中是用函数指针和回调函数的方法来实现同样的功能的。因此,委托可以说是“.NET版的函数指针”,不过如果你不了解什么是函数指针那也没关系,你只需要记住委托是由C/C++中的函数指针发展而来的就可以了。
在随后的日子里,我会给出一个C++编写的、用函数指针实现的程序。
三. 升级!多播委托(Broadcast Delegate)
如果说委托仅仅是函数指针的.NET版, 那可就真没多大意思了——微软当然没那么傻!实际上,委托较之函数指针有了很多改进,其中最实用也是最酷的一点就是:委托是“多播”的,而函数指针是“单 播”的。换句话说:委托是“一对多的”,即一个委托上可以挂接好几个与之签名相同的函数;而函数指针只能“一对一”,即一个函数指针只能指向一个函数。为 了说明这点,我把第一个例子进行了改进——改动比较大,而且很多操作移动到了各个类的构造函数中(模拟VS2005为我们生成的WinForm程序)。顺便给大家一个小小的建议:虽然我给出的例子Copy过去就能执行,我还希望大家能自己动手敲一敲代码,这样会有很多意想不到的收获。
//=======水之真谛出品========
//===http://blog.csdn.net/FantasiaX
//===上善若水,润物无声=====
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
namespace DelegateSample
{
// 绳子(委托)
public delegate void PullingString();
// 地雷(类)
class Mine
{
private int enemiesInScope;
public PullingString stringOfMine;
public Mine(int enemisInYard)
{
enemiesInScope = enemisInYard;
stringOfMine = new PullingString(Blast);
}
public void Blast()
{
Console.WriteLine("Killed {0} Japanese soldier(s)!!!", enemiesInScope);
}
}
// 院子(类)
class Yard
{
private int enemiesInYard;
public Mine mineInYard;
public Yard(int enemies)
{
enemiesInYard = enemies;
mineInYard = new Mine(enemiesInYard);
}
}
// 战士(类)
class Soldier
{
public PullingString mainString;
}
// 主程序类
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 三个院子,老张家的院儿里有五个鬼子,老王家三个,老李家十个
Yard yardOfZhang = new Yard(3);
Yard yardOfWang = new Yard(1);
Yard yardOfLi = new Yard(10);
// 把地雷上的绳子都接到嘎子手中的绳子上, 这里用到了多播
Soldier gazi = new Soldier();
gazi.mainString += yardOfZhang.mineInYard.stringOfMine;
gazi.mainString += yardOfWang.mineInYard.stringOfMine;
gazi.mainString += yardOfLi.mineInYard.stringOfMine;
// 嘎子拉弦儿了
gazi.mainString();
}
}
}
OK,我再把上面这段代码仔细解释一遍。
1. 这次的绳子委托与上一次的不一样——是无参的。因为没有参数,所以调用起来形式是“统一”的,适用于多播委托。不过这里要提醒大家一点:“统一”并不一定非得是“无参”,比如在WinForm程序中,用于建立控件事件的EventHandler委托,它是2个参数,分别是object型的sender和EventArg型的e,(与之匹配的事件处理函数也都具有这样的两个参数),这也算“统一”。
2. 地雷类:这次的地雷是改进型的。最大的特点就是,本身就已经带了一根绳(绳子委托的实例)并且暴露给使用者。还有,地雷的Blast()方法改成了无参的——与绳子委托匹配。杀伤数目已经变成了private,并于构造函数处初始化。
3. 院子数:变化不大,但在构造函数处初始化了院子里的地雷实例。像这种在构造函数中初始化成员变量的方法,在程序设计中是很常用的。
4. 战士类:变化很大,不再是拿着3根绳子,而是只拿着一根绳子。只要把地雷上的绳子接到手里的1根绳子上,然后一拉……呵呵,跟拉3根绳子的效果没有任何区别。
5. 进入主程序,你会发现:因为把很多操作交给了类自己的构造函数,所以主程序显得简洁轻快多了。第1块代码是生成3个院子。第2块代码是本程序的核心——多播委托——注意到委托可以使用+=这个操作符了吗?+=操作符可以把签名相同的一组委托合并到一起(相反,-=操作符会移除不想要的委托),这是函数指针所不具有的功能。最后一句代码,拉1根绳子就相当于拉3根地雷上的绳子。
6. 请大家仔细看+=这段代码,并感受这一点:程序开发过程中,有两种程序员,一种是开发类库(Class Library)和基础架构(Framework)的,一种是使用类库编写目标程序的。类库开发人员开发完类库后,一般是将编译好的、包含类的DLL文 件提供给写目标程序的人员——换句话说就是写目标程序的程序员既不能看到类的源代码、也不可能改动类的源代码。假设没有委托这种机制,那么每添加一次类与 类之间的交互,就要改动一次类的代码并编译一次。解决的办法是,要么写类库和写目标程序的是同一个人(这样写不出大程序来),要么写类库的人员与写目标程 序的人员进行极频繁的沟通和版本维护(出Bug的可能性极高)……而且有一个问题不可能避免,就是你的程序变成一锅炸酱面(类与类之间的耦合关系太密切、代码绞缠在一起的结果)。而委托的存在,使得类与类之间的交互独立于类代码之外,解决了以上的所有问题。