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，浑身不自在。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。
12.1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：
示例1
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Program p = new Program();
p.GreetPeople("Jimmy");
}
public void GreetPeople(string name)
{
EnglishGreeting(name);
}
public void EnglishGreeting(string name)
{
Console.WriteLine("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"Jimmy"，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 "Morning, Jimmy"。如图12-1所示。
图12-1 欢迎语显示结果
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：
示例2
public enum Language
{
English, Chinese
}
public void GreetPeople(string name, Language lang)
{
switch(lang)
{
case Language.English:
EnglishGreeting(name);
break;
case Language.Chinese:
ChineseGreeting(name);
break;
}
}
修改好之后在程序入口函数中调用被重载的新方法，
public void GreetPeople(string name, Language lang)
整体代码如示例3所示：
示例3
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Program p = new Program();
p.GreetPeople("杰米",Language.Chinese);
}
public void GreetPeople(string name)
{
EnglishGreeting(name);
}
public void ChineseGreeting(string name)
{
Console.WriteLine("早上好, " + name);
}
public void EnglishGreeting(string name)
{
Console.WriteLine("Morning, " + name);
}
public enum Language
{
English, Chinese
}
public void GreetPeople(string name, Language lang){
switch(lang){
case Language.English:
EnglishGreeting(name);
break;
case Language.Chinese:
ChineseGreeting(name);
break;
}
}
}
结果如图12-2所示。
图12-2 欢迎语显示结果
尽管这样解决了问题，但大家也很容易想到，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（方法签名包括：1.返回类型，2.参数列表，3方法名称）：
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"jimmy"时，它就代表"jimmy"这个值；当我们赋给它"张子阳"时，它又代表着"张子阳"这个值。然后，我们可以在方法体内对这个name进行其他操作。
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，那么不就可以给name赋值时一样，在调用 GreetPeople()方法的时候，给这个MakeGreeting 参数也赋上值吗(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？
注意：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，而在这两个方法内部，已经对使用"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。
注意：如果上面这句话比较绕口，我们就把它翻译成这样：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。
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delegate关键字以外，其余的是不是完全一样？
现在，让我们再次改动GreetPeople()方法，如示例4所示：
示例4
public delegate void GreetingDelegate(string name);
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：
示例5
//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("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("Jimmy Zhang",EnglishGreeting);
GreetPeople("张子阳",ChineseGreeting);
}
}
运行结构如图12-3所示。
图12-3 示例5运行结果
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。
将方法绑定到委托，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：
示例6
static void Main(string[] args)
{
string name1, name2; //声明
name1 = "Jimmy Funy"; //赋值
name2 = "王小毛";
GreetPeople(name1, EnglishGreeting);
GreetPeople(name2, ChineseGreeting);
}
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，我们是不是也可以这么使用委托？答案是肯定的，如实例7所示。
示例7
GreetingDelegate delegate1, delegate2; //声明
delegate1 = EnglishGreeting; //赋值
delegate2 = ChineseGreeting;
GreetPeople("Jimmy Funy", delegate1);
GreetPeople("王小毛", delegate2);
委托还有不同于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。语法如下：
示例8
static void Main(string[] args)
{
GreetingDelegate delegate1;
delegate1 = EnglishGreeting;
delegate1 += ChineseGreeting; //绑定第二个方法
GreetPeople("Jimmy Funy", delegate1);
Console.ReadKey();
}
运行结果如图12-4所示。
图12-4 委托绑定多个方法
实际上，我们还可以跳过GreetPeople方法，通过委托来直接调用EnglishGreeting和ChineseGreeting并且与之传参。如示例9所示。
示例9
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("Jimmy Funy");
Console.ReadKey();
}
运行结果同图12-4。
注意：
再示例9中，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。可以通过下面语句给委托初始化。
GreetingDelegate delegate1 = new GreetingDelegate(EnglishGreeting);
既然给委托可以绑定一个方法，那么也应该有办法取消对方法的绑定，很容易想到，这个语法是"－＝"。如示例10所示。
示例10
static void Main(string[] args)
{
GreetingDelegate delegate1 = new GreetingDelegate(EnglishGreeting);
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("Jimmy Funy", delegate1);
Console.WriteLine();
delegate1 -= EnglishGreeting; //取消对EnglishGreeting方法的绑定
// 将仅调用 ChineseGreeting
GreetPeople("王小毛", delegate1);
Console.ReadKey();
}
12.2 事件
12.2.1 事件的由来
我们继续思考上面的程序：上面的三个方法都定义在Programe类中，这样做是为了理解的方便，实际应用中，通常都是 GreetPeople 在一个类中，ChineseGreeting和 EnglishGreeting 在另外的类中。现在你已经对委托有了初步了解，应该对上面的例子做一些改进了。假设我们将GreetingPeople()放在一个叫GreetingManager的类中，那么新程序应该是这个样子的？
示例11
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);
//新建的GreetingManager类
public class GreetingManager
{
public void GreetPeople(string name, GreetingDelegate MakeGreeting)
{
MakeGreeting(name);
}
}
class Program
{
private static void EnglishGreeting(string name)
{
Console.WriteLine("Morning, " + name);
}
private static void ChineseGreeting(string name)
{
Console.WriteLine("早上好, " + name);
}
static void Main(string[] args)
{
GreetingManager gm = new GreetingManager();
GreetingDelegate delegate1;
//绑定多个方法
delegate1 = EnglishGreeting;
delegate1 += ChineseGreeting;
//调用方法
gm.GreetPeaple("Jimmy Funy", delegate1);
}
}
}
运行结果如图12-4所示。
到了这里，我们不禁想到：面向对象设计，讲究的是对象的封装，既然可以声明委托类型的变量(在上例中是delegate1)，我们何不将这个变量封装到 GreetManager类中？在这个类的客户端中使用不是更方便么？于是，我们改写GreetManager类，像这样：
示例12
//新建的GreetingManager类
class GreetingManager
{
//在GreetingManager类的内部声明delegate1变量
public GreetingDelegate delegate1;
public void GreetingPeaple(string name)
{
//如果有方法注册委托变量
if (delegate1 != null)
{
delegate1(name); //通过委托调用方法
}
}
}
//测试类Main（）方法
static void Main(string[] args)
{
GreetingManager gm = new GreetingManager();
gm.delegate1 = EnglishGreeting;
gm.delegate1 += ChineseGreeting;
gm.GreetPeople("Jimmy Zhang");
}
尽管这样达到了我们要的效果，但是还是存在着问题：
- 在GreetingManager类中，delegate1成员被声明为public，这意味着调用者可以对它进行随意的赋值等操作，严重破坏对象的封装性。但如果声明为private，客户端对它根本就不可见，那它还有什么用？
- 在Main（）方法中，第一个方法注册用"="，是赋值语法，因为要进行实例化，第二个方法注册则用的是"+="。但是，不管是赋值还是注册，都是将方法绑定到委托上，除了调用时先后顺序不同，再没有任何的分别，这样让人觉得很别扭。
-
对上面两个问题，我们自然会想到用对delegate1进行封装的方式来解决。那么如何对委托进行封装呢？答案是使用事件。
12.2.2 什么是事件
事件是对委托的封装。声明事件的语法如下：
访问修饰符 event 委托类型 事件名；
我们改写GreetingManager类，它变成了这个样子：
示例13
public class GreetingManager
{
//声明事件
public event GreetingDelegate MakeGreet;
public void GreetPeople(string name)
{
MakeGreet(name);
}
}
我们发现，MakeGreet 事件的声明与之前委托变量 delegate1 的声明唯一的区别是多了一个 event 关键字。那它是如何对委托进行封装的呢？我们借助 Reflactor 工具来对 event 的声明语句进行反编译，得到以下代码：
private GreetingDelegate MakeGreet;
[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)]
public void add_MakeGreet(GreetingDelegate value)
{
this.MakeGreet = (GreetingDelegate) Delegate.Combine(this.MakeGreet, value);
}
[MethodImpl(MethodImplOptions.Synchronized)]
public void remove_MakeGreet(GreetingDelegate value)
{
this.MakeGreet = (GreetingDelegate) Delegate.Remove(this.MakeGreet, value);
}
通过反编译代码能明确：MakeGreet 事件确实是一个GreetingDelegate 类型的委托，只不过不管是不是声明为public，它总是被声明为private。另外，它还有两个方法，分别是add_MakeGreet和remove_MakeGreet，这两个方法分别用于注册委托类型的方法和取消注册。实际上也就是："+= "对应 add_MakeGreet，"-="对应remove_MakeGreet。而这两个方法的访问限制取决于声明事件时的访问限制符。
12.2.2 事件限制类型的能力
使用事件不仅能获得比委托更好的封装性以外，还能限制含有事件的类型的能力。这是什么意思呢？它的意思是说：事件应该由事件发布者触发，而不应该由事件的客户端（客户程序）来触发。请看示例14。
示例14
// 定义委托
public delegate void NumberChangedEventHandler(int count);
// 事件发布者类
public class Publishser
{
private int count;
// 声明委托变量
public NumberChangedEventHandler NumberChanged;
// 声明一个事件
//public event NumberChangedEventHandler NumberChanged;
public void DoSomething()
{
// 在这里完成一些工作 ...
if (NumberChanged != null) // 触发事件
{
count++;
NumberChanged(count);
}
}
}
// 事件订阅者类
public class Subscriber
{
public void OnNumberChanged(int count)
{
Console.WriteLine("Subscriber notified: count = {0}", count);
}
}
//测试类Main（）方法
static void Main(string[] args)
{
Publishser pub = new Publishser(); //发布者对象
Subscriber sub = new Subscriber(); //订阅者对象
pub.NumberChanged += new NumberChangedEventHandler(sub.OnNumberChanged);
pub.DoSomething(); // 应该通过DoSomething()来触发事件
pub.NumberChanged(100); // 但可以被这样直接调用，对委托变量的不恰当使用
}
上面代码定义了一个NumberChangedEventHandler 委托，然后我们创建了事件的发布者Publisher 和订阅者Subscriber。当使用委托变量时，客户端可以直接通过委托变量触发事件，也就是直接调用pub.NumberChanged(100)，这将会影响到所有注册了该委托的订阅者。而事件的本意应该为在事件发布者在其本身的某个行为中触发，比如说在方法DoSomething()中满足某个条件后触发。通过添加event 关键字来发布事件，事件发布者的封装性会更好，事件仅仅是供其他类型订阅，而客户端不能直接触发事件（语句pub.NumberChanged(100)无法通过编译），事件只能在事件发布者Publisher 类的内部触发（比如在方法pub.DoSomething()中），换言之，就是NumberChanged(100)语句只能在Publisher 内部被调用。大家可以尝试一下，将委托变量的声明那行代码注释掉，然后取消下面事件声明的注释。此时程序是无法编译的，当你使用了event 关键字之后，直接在客户端触发事件这种行为，也就是直接调用pub.NumberChanged(100)，是被禁止的。事件只能通过调用DoSomething() 来触发。这样才是事件的本意，事件发布者的封装才会更好。
就好像如果我们要定义一个数字类型，我们会使用int 而不是使用object 一样，给予对象过多的能力并不见得是一件好事，应该是越合适越好。尽管直接使用委托变量通常不会有什么问题，但它给了客户端不应具有的能力，而使用事件，可以限制这一能力，更精确地对类型进行封装。
约定
这里还有一个约定俗称的规定，就是订阅事件的方法的命名，通常为"On 事件名"，比如这里的OnNumberChanged。
12.3 Observer 设计模式
现在假设我们有个高档的热水器，热水器由三部分组成：热水器、警报器、显示器，它们来自于不同厂商并进行了组装。给热水器通上电，当水温超过95度的时候：扬声器会开始发出语音，告诉你水的温度；液晶屏也会改变水温的显示，来提示水已经快烧开了。
现在我们需要写个程序来模拟这个烧水的过程。
通过对上面需求的分析，我们会定义热水器、警报器和显示器三个类。如示例15所示。
示例15
// 热水器类
public class Heater
{
private int temperature; //温度
// 烧水
private void BoilWater()
{
for (int i = 0; i <= 100; i++)
{
temperature = i;
}
}
}
// 警报器类
public class Alarm
{
// 发出语言警报方法
private void MakeAlert(int param)
{
Console.WriteLine("Alarm：嘀嘀嘀，水已经 {0} 度了：", param);
}
}
// 显示器类
public class Display
{
// 显示温度方法
private void ShowMsg(int param)
{
Console.WriteLine("Display：水已烧开，当前温度：{0}度。", param);
}
}
这里就出现了一个问题：如何在水烧开的时候通知报警器和显示器？
在继续进行之前，我们先了解一下Observer设计模式（观察者模式），Observer 设计模式中主要包括如下两类对象：
- Subject：监视对象，它往往包含着其他对象所感兴趣的内容。
示例15中，热水器就是一个监视对象，它包含的其他对象所感兴趣的内容，就是 temprature 字段，当这个字段的值快到100 时，会不断把数据发给监视它的对象。 -
Observer：监视者，它监视Subject，当 Subject 中的某件事发生的时候，会告知Observer，而Observer 则会采取相应的行动。
示例15中，Observer有警报器和显示器，它们采取的行动分别是发出警报和显示水温。在本例中，事情发生的顺序应该是这样的：
1. 警报器和显示器告诉热水器，它对它的温度比较感兴趣(注册)。
2. 热水器知道后保留对警报器和显示器的引用。
3. 热水器进行烧水这一动作，当水温超过 95 度时，通过对警报器和显示器的引用，自动调用警报器的MakeAlert()方法、显示器的ShowMsg()方法。
Observer 设计模式：
Observer 设计模式是为了定义对象间的一种一对多的依赖关系，以便于当一个对象的状态改变时，其他依赖于它的对象会被自动告知并更新。
按照Observer设计模式，我们对热水器类进行修改，如示例16所示。
示例16
// 热水器类
public class Heate
{
//温度
private int temperature;
public delegate void BoilHandler(int param);
// 定义事件
public event BoilHandler BoilEvent;
// 烧水
public void BoilWater()
{
for (int i = 0; i <= 100; i++)
{
temperature = i;
if (temperature > 95)
{
if (BoilEvent != null)
BoilEvent(temperature); // 调用所有注册对象的方法
}
}
}
}
//测试类Main（）方法
static void Main()
{
Heater heater = new Heater();
Alarm alarm = new Alarm();
heater.BoilEvent += alarm.MakeAlert; // 注册方法
heater.BoilEvent += (new Alarm()).MakeAlert; // 给匿名对象注册方法
heater.BoilEvent += Display.ShowMsg; // 注册静态方法
heater.BoilWater(); // 烧水，会自动调用注册过对象的方法
}
运行结果如图12-5所示。
图12-5 热水器烧水运行结果