引言
委托 和 事件在 .Net Framework中的應(yīng)用非常廣泛，然而，較好地理解委托和事件對(duì)很多接觸C#時(shí)間不長(zhǎng)的人來(lái)說(shuō)并不容易。它們就像是一道檻兒，過(guò)了這個(gè)檻的人，覺得真是太容易了，而沒有過(guò)去的人每次見到委托和事件就覺得心里別（biè）得慌，混身不自在。本文中，我將通過(guò)兩個(gè)范例由淺入深地講述什么是委托、為什么要使用委托、事件的由來(lái)、.Net Framework中的委托和事件、委托和事件對(duì)Observer設(shè)計(jì)模式的意義，對(duì)它們的中間代碼也做了討論。
將方法作為方法的參數(shù)
我們先不管這個(gè)標(biāo)題如何的繞口，也不管委托究竟是個(gè)什么東西，來(lái)看下面這兩個(gè)最簡(jiǎn)單的方法，它們不過(guò)是在屏幕上輸出一句問候的話語(yǔ)：
public void GreetPeople(string name) {
// 做某些額外的事情，比如初始化之類，此處略
EnglishGreeting(name);
}
public void EnglishGreeting(string name) {
Console.WriteLine("Morning, " + name);
}
暫且不管這兩個(gè)方法有沒有什么實(shí)際意義。GreetPeople用于向某人問好，當(dāng)我們傳遞代表某人姓名的name參數(shù)，比如說(shuō)“Jimmy”，進(jìn)去的時(shí)候，在這個(gè)方法中，將調(diào)用EnglishGreeting方法，再次傳遞name參數(shù)，EnglishGreeting則用于向屏幕輸出 “Morning, Jimmy”。
現(xiàn)在假設(shè)這個(gè)程序需要進(jìn)行全球化，哎呀，不好了，我是中國(guó)人，我不明白“Morning”是什么意思，怎么辦呢？好吧，我們?cè)偌觽€(gè)中文版的問候方法：
public void ChineseGreeting(string name){
Console.WriteLine("早上好, " + name);
}
這時(shí)候，GreetPeople也需要改一改了，不然如何判斷到底用哪個(gè)版本的Greeting問候方法合適呢？在進(jìn)行這個(gè)之前，我們最好再定義一個(gè)枚舉作為判斷的依據(jù)：
public enum Language{
English, Chinese
}
public void GreetPeople(string name, Language lang){
//做某些額外的事情，比如初始化之類，此處略
swith(lang){
case Language.English:
EnglishGreeting(name);
break;
case Language.Chinese:
ChineseGreeting(name);
break;
}
}
OK，盡管這樣解決了問題，但我不說(shuō)大家也很容易想到，這個(gè)解決方案的可擴(kuò)展性很差，如果日后我們需要再添加韓文版、日文版，就不得不反復(fù)修改枚舉和GreetPeople()方法，以適應(yīng)新的需求。
在考慮新的解決方案之前，我們先看看 GreetPeople的方法簽名：
public void GreetPeople(string name, Language lang)
我們僅看 string name，在這里，string 是參數(shù)類型，name 是參數(shù)變量，當(dāng)我們賦給name字符串“jimmy”時(shí)，它就代表“jimmy”這個(gè)值；當(dāng)我們賦給它“張子陽(yáng)”時(shí)，它又代表著“張子陽(yáng)”這個(gè)值。然后，我們可以在方法體內(nèi)對(duì)這個(gè)name進(jìn)行其他操作。哎，這簡(jiǎn)直是廢話么，剛學(xué)程序就知道了。
如果你再仔細(xì)想想，假如GreetPeople()方法可以接受一個(gè)參數(shù)變量，這個(gè)變量可以代表另一個(gè)方法，當(dāng)我們給這個(gè)變量賦值 EnglishGreeting的時(shí)候，它代表著 EnglsihGreeting() 這個(gè)方法；當(dāng)我們給它賦值ChineseGreeting 的時(shí)候，它又代表著ChineseGreeting()方法。我們將這個(gè)參數(shù)變量命名為 MakeGreeting，那么不是可以如同給name賦值時(shí)一樣，在調(diào)用 GreetPeople()方法的時(shí)候，給這個(gè)MakeGreeting 參數(shù)也賦上值么(ChineseGreeting或者EnglsihGreeting等)？然后，我們?cè)诜椒w內(nèi)，也可以像使用別的參數(shù)一樣使用MakeGreeting。但是，由于MakeGreeting代表著一個(gè)方法，它的使用方式應(yīng)該和它被賦的方法(比如ChineseGreeting)是一樣的，比如：
MakeGreeting(name);
好了，有了思路了，我們現(xiàn)在就來(lái)改改GreetPeople()方法，那么它應(yīng)該是這個(gè)樣子了：
public void GreetPeople(string name, *** MakeGreeting){
MakeGreeting(name);
}
注意到 *** ，這個(gè)位置通常放置的應(yīng)該是參數(shù)的類型，但到目前為止，我們僅僅是想到應(yīng)該有個(gè)可以代表方法的參數(shù)，并按這個(gè)思路去改寫GreetPeople方法，現(xiàn)在就出現(xiàn)了一個(gè)大問題：這個(gè)代表著方法的MakeGreeting參數(shù)應(yīng)該是什么類型的？
NOTE：這里已不再需要枚舉了，因?yàn)樵诮oMakeGreeting賦值的時(shí)候動(dòng)態(tài)地決定使用哪個(gè)方法，是ChineseGreeting還是 EnglishGreeting，而在這個(gè)兩個(gè)方法內(nèi)部，已經(jīng)對(duì)使用“morning”還是“早上好”作了區(qū)分。
聰明的你應(yīng)該已經(jīng)想到了，現(xiàn)在是委托該出場(chǎng)的時(shí)候了，但講述委托之前，我們?cè)倏纯碝akeGreeting參數(shù)所能代表的 ChineseGreeting()和EnglishGreeting()方法的簽名：
public void EnglishGreeting(string name)
public void ChineseGreeting(string name)
如同name可以接受String類型的“true”和“1”，但不能接受bool類型的true和int類型的1一樣。MakeGreeting的 參數(shù)類型定義 應(yīng)該能夠確定 MakeGreeting可以代表的方法種類，再進(jìn)一步講，就是MakeGreeting可以代表的方法 的 參數(shù)類型和返回類型。
于是，委托出現(xiàn)了：它定義了MakeGreeting參數(shù)所能代表的方法的種類，也就是MakeGreeting參數(shù)的類型。
NOTE：如果上面這句話比較繞口，我把它翻譯成這樣：string 定義了name參數(shù)所能代表的值的種類，也就是name參數(shù)的類型。
本例中委托的定義：
public delegate void GreetingDelegate(string name);
可以與上面EnglishGreeting()方法的簽名對(duì)比一下，除了加入了delegate關(guān)鍵字以外，其余的是不是完全一樣？
現(xiàn)在，讓我們?cè)俅胃膭?dòng)GreetPeople()方法，如下所示：
public void GreetPeople(string name, GreetingDelegate MakeGreeting){
MakeGreeting(name);
}
如你所見，委托GreetingDelegate出現(xiàn)的位置與 string相同，string是一個(gè)類型，那么GreetingDelegate應(yīng)該也是一個(gè)類型，或者叫類(Class)。但是委托的聲明方式和類卻完全不同，這是怎么一回事？實(shí)際上，委托在編譯的時(shí)候確實(shí)會(huì)編譯成類。因?yàn)镈elegate是一個(gè)類，所以在任何可以聲明類的地方都可以聲明委托。更多的內(nèi)容將在下面講述，現(xiàn)在，請(qǐng)看看這個(gè)范例的完整代碼：
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
namespace Delegate {
//定義委托，它定義了可以代表的方法的類型
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，它接受一個(gè)GreetingDelegate類型的方法作為參數(shù)
private static void GreetPeople(string name, GreetingDelegate MakeGreeting) {
MakeGreeting(name);
}
static void Main(string[] args) {
GreetPeople("Jimmy Zhang", EnglishGreeting);
GreetPeople("張子陽(yáng)", ChineseGreeting);
Console.ReadKey();
}
}
}
輸出如下：
Morning, Jimmy Zhang
早上好, 張子陽(yáng)
我們現(xiàn)在對(duì)委托做一個(gè)總結(jié)：
委托是一個(gè)類，它定義了方法的類型，使得可以將方法當(dāng)作另一個(gè)方法的參數(shù)來(lái)進(jìn)行傳遞，這種將方法動(dòng)態(tài)地賦給參數(shù)的做法，可以避免在程序中大量使用If-Else(Switch)語(yǔ)句，同時(shí)使得程序具有更好的可擴(kuò)展性。
將方法綁定到委托
看到這里，是不是有那么點(diǎn)如夢(mèng)初醒的感覺？于是，你是不是在想：在上面的例子中，我不一定要直接在GreetPeople()方法中給 name參數(shù)賦值，我可以像這樣使用變量：
static void Main(string[] args) {
string name1, name2;
name1 = "Jimmy Zhang";
name2 = "張子陽(yáng)";
GreetPeople(name1, EnglishGreeting);
GreetPeople(name2, ChineseGreeting);
Console.ReadKey();
}
而既然委托GreetingDelegate 和 類型 string 的地位一樣，都是定義了一種參數(shù)類型，那么，我是不是也可以這么使用委托？
static void Main(string[] args) {
GreetingDelegate delegate1, delegate2;
delegate1 = EnglishGreeting;
delegate2 = ChineseGreeting;
GreetPeople("Jimmy Zhang", delegate1);
GreetPeople("張子陽(yáng)", delegate2);
Console.ReadKey();
}
如你所料，這樣是沒有問題的，程序一如預(yù)料的那樣輸出。這里，我想說(shuō)的是委托不同于string的一個(gè)特性：可以將多個(gè)方法賦給同一個(gè)委托，或者叫將多個(gè)方法綁定到同一個(gè)委托，當(dāng)調(diào)用這個(gè)委托的時(shí)候，將依次調(diào)用其所綁定的方法。在這個(gè)例子中，語(yǔ)法如下：
static void Main(string[] args) {
GreetingDelegate delegate1;
delegate1 = EnglishGreeting; // 先給委托類型的變量賦值
delegate1 += ChineseGreeting; // 給此委托變量再綁定一個(gè)方法
// 將先后調(diào)用 EnglishGreeting 與 ChineseGreeting 方法
GreetPeople("Jimmy Zhang", delegate1);
Console.ReadKey();
}
輸出為：
Morning, Jimmy Zhang
早上好, Jimmy Zhang
實(shí)際上，我們可以也可以繞過(guò)GreetPeople方法，通過(guò)委托來(lái)直接調(diào)用EnglishGreeting和ChineseGreeting：
static void Main(string[] args) {
GreetingDelegate delegate1;
delegate1 = EnglishGreeting; // 先給委托類型的變量賦值
delegate1 += ChineseGreeting; // 給此委托變量再綁定一個(gè)方法
// 將先后調(diào)用 EnglishGreeting 與 ChineseGreeting 方法
delegate1 ("Jimmy Zhang");
Console.ReadKey();
}
NOTE：這在本例中是沒有問題的，但回頭看下上面GreetPeople()的定義，在它之中可以做一些對(duì)于EnglshihGreeting和ChineseGreeting來(lái)說(shuō)都需要進(jìn)行的工作，為了簡(jiǎn)便我做了省略。
注意這里，第一次用的“=”，是賦值的語(yǔ)法；第二次，用的是“+=”，是綁定的語(yǔ)法。如果第一次就使用“+=”，將出現(xiàn)“使用了未賦值的局部變量”的編譯錯(cuò)誤。
我們也可以使用下面的代碼來(lái)這樣簡(jiǎn)化這一過(guò)程：
復(fù)制代碼 代碼如下:
GreetingDelegate delegate1 = new GreetingDelegate(EnglishGreeting);
delegate1 += ChineseGreeting; // 給此委托變量再綁定一個(gè)方法
看到這里，應(yīng)該注意到，這段代碼第一條語(yǔ)句與實(shí)例化一個(gè)類是何其的相似，你不禁想到：上面第一次綁定委托時(shí)不可以使用“+=”的編譯錯(cuò)誤，或許可以用這樣的方法來(lái)避免：
復(fù)制代碼 代碼如下:
GreetingDelegate delegate1 = new GreetingDelegate();
delegate1 += EnglishGreeting; // 這次用的是 “+=”，綁定語(yǔ)法。
delegate1 += ChineseGreeting; // 給此委托變量再綁定一個(gè)方法
但實(shí)際上，這樣會(huì)出現(xiàn)編譯錯(cuò)誤： “GreetingDelegate”方法沒有采用“0”個(gè)參數(shù)的重載。盡管這樣的結(jié)果讓我們覺得有點(diǎn)沮喪，但是編譯的提示：“沒有0個(gè)參數(shù)的重載”再次讓我們聯(lián)想到了類的構(gòu)造函數(shù)。我知道你一定按捺不住想探個(gè)究竟，但再此之前，我們需要先把基礎(chǔ)知識(shí)和應(yīng)用介紹完。
既然給委托可以綁定一個(gè)方法，那么也應(yīng)該有辦法取消對(duì)方法的綁定，很容易想到，這個(gè)語(yǔ)法是“-=”：
static void Main(string[] args) {
GreetingDelegate delegate1 = new GreetingDelegate(EnglishGreeting);
delegate1 += ChineseGreeting; // 給此委托變量再綁定一個(gè)方法
// 將先后調(diào)用 EnglishGreeting 與 ChineseGreeting 方法
GreetPeople("Jimmy Zhang", delegate1);
Console.WriteLine();
delegate1 -= EnglishGreeting; //取消對(duì)EnglishGreeting方法的綁定
// 將僅調(diào)用 ChineseGreeting
GreetPeople("張子陽(yáng)", delegate1);
Console.ReadKey();
}
輸出為：
Morning, Jimmy Zhang
早上好, Jimmy Zhang
早上好, 張子陽(yáng)
讓我們?cè)俅螌?duì)委托作個(gè)總結(jié)：
使用委托可以將多個(gè)方法綁定到同一個(gè)委托變量，當(dāng)調(diào)用此變量時(shí)(這里用“調(diào)用”這個(gè)詞，是因?yàn)榇俗兞看硪粋€(gè)方法)，可以依次調(diào)用所有綁定的方法。
事件的由來(lái)
我們繼續(xù)思考上面的程序：上面的三個(gè)方法都定義在Programe類中，這樣做是為了理解的方便，實(shí)際應(yīng)用中，通常都是 GreetPeople 在一個(gè)類中，ChineseGreeting和 EnglishGreeting 在另外的類中?，F(xiàn)在你已經(jīng)對(duì)委托有了初步了解，是時(shí)候?qū)ι厦娴睦幼鰝€(gè)改進(jìn)了。假設(shè)我們將GreetingPeople()放在一個(gè)叫GreetingManager的類中，那么新程序應(yīng)該是這個(gè)樣子的：
namespace Delegate {
//定義委托，它定義了可以代表的方法的類型
public delegate void GreetingDelegate(string name);
//新建的GreetingManager類
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) {
// ... ...
}
}
}
這個(gè)時(shí)候，如果要實(shí)現(xiàn)前面演示的輸出效果，Main方法我想應(yīng)該是這樣的：
static void Main(string[] args) {
GreetingManager gm = new GreetingManager();
gm.GreetPeople("Jimmy Zhang", EnglishGreeting);
gm.GreetPeople("張子陽(yáng)", ChineseGreeting);
}
我們運(yùn)行這段代碼，嗯，沒有任何問題。程序一如預(yù)料地那樣輸出了：
Morning, Jimmy Zhang
早上好, 張子陽(yáng)
現(xiàn)在，假設(shè)我們需要使用上一節(jié)學(xué)到的知識(shí)，將多個(gè)方法綁定到同一個(gè)委托變量，該如何做呢？讓我們?cè)俅胃膶懘a：
static void Main(string[] args) {
GreetingManager gm = new GreetingManager();
GreetingDelegate delegate1;
delegate1 = EnglishGreeting;
delegate1 += ChineseGreeting;
gm.GreetPeople("Jimmy Zhang", delegate1);
}
輸出：
Morning, Jimmy Zhang
早上好, Jimmy Zhang
到了這里，我們不禁想到：面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)，講究的是對(duì)象的封裝，既然可以聲明委托類型的變量(在上例中是delegate1)，我們何不將這個(gè)變量封裝到 GreetManager類中？在這個(gè)類的客戶端中使用不是更方便么？于是，我們改寫GreetManager類，像這樣：
public class GreetingManager{
//在GreetingManager類的內(nèi)部聲明delegate1變量
public GreetingDelegate delegate1;
public void GreetPeople(string name, GreetingDelegate MakeGreeting) {
MakeGreeting(name);
}
}
現(xiàn)在，我們可以這樣使用這個(gè)委托變量：
static void Main(string[] args) {
GreetingManager gm = new GreetingManager();
gm.delegate1 = EnglishGreeting;
gm.delegate1 += ChineseGreeting;
gm.GreetPeople("Jimmy Zhang", gm.delegate1);
}
輸出為：
Morning, Jimmy Zhang
早上好, Jimmy Zhang
盡管這樣做沒有任何問題，但我們發(fā)現(xiàn)這條語(yǔ)句很奇怪。在調(diào)用gm.GreetPeople方法的時(shí)候，再次傳遞了gm的delegate1字段：
gm.GreetPeople("Jimmy Zhang", gm.delegate1);
既然如此，我們何不修改 GreetingManager 類成這樣：
public class GreetingManager{
//在GreetingManager類的內(nèi)部聲明delegate1變量
public GreetingDelegate delegate1;
public void GreetPeople(string name) {
if(delegate1!=null){ //如果有方法注冊(cè)委托變量
delegate1(name); //通過(guò)委托調(diào)用方法
}
}
}
在客戶端，調(diào)用看上去更簡(jiǎn)潔一些：
static void Main(string[] args) {
GreetingManager gm = new GreetingManager();
gm.delegate1 = EnglishGreeting;
gm.delegate1 += ChineseGreeting;
gm.GreetPeople("Jimmy Zhang"); //注意，這次不需要再傳遞 delegate1變量
}
輸出為：
Morning, Jimmy Zhang
早上好, Jimmy Zhang
盡管這樣達(dá)到了我們要的效果，但是還是存在著問題：
在這里，delegate1和我們平時(shí)用的string類型的變量沒有什么分別，而我們知道，并不是所有的字段都應(yīng)該聲明成public，合適的做法是應(yīng)該public的時(shí)候public，應(yīng)該private的時(shí)候private。
我們先看看如果把 delegate1 聲明為 private會(huì)怎樣？結(jié)果就是：這簡(jiǎn)直就是在搞笑。因?yàn)槁暶魑械哪康木褪菫榱税阉┞对陬惖目蛻舳诉M(jìn)行方法的注冊(cè)，你把它聲明為private了，客戶端對(duì)它根本就不可見，那它還有什么用？
再看看把delegate1 聲明為 public 會(huì)怎樣？結(jié)果就是：在客戶端可以對(duì)它進(jìn)行隨意的賦值等操作，嚴(yán)重破壞對(duì)象的封裝性。
最后，第一個(gè)方法注冊(cè)用“=”，是賦值語(yǔ)法，因?yàn)橐M(jìn)行實(shí)例化，第二個(gè)方法注冊(cè)則用的是“+=”。但是，不管是賦值還是注冊(cè)，都是將方法綁定到委托上，除了調(diào)用時(shí)先后順序不同，再?zèng)]有任何的分別，這樣不是讓人覺得很別扭么？
現(xiàn)在我們想想，如果delegate1不是一個(gè)委托類型，而是一個(gè)string類型，你會(huì)怎么做？答案是使用屬性對(duì)字段進(jìn)行封裝。
于是，Event出場(chǎng)了，它封裝了委托類型的變量，使得：在類的內(nèi)部，不管你聲明它是public還是protected，它總是private的。在類的外部，注冊(cè)“+=”和注銷“-=”的訪問限定符與你在聲明事件時(shí)使用的訪問符相同。
我們改寫GreetingManager類，它變成了這個(gè)樣子：
public class GreetingManager{
//這一次我們?cè)谶@里聲明一個(gè)事件
public event GreetingDelegate MakeGreet;
public void GreetPeople(string name) {
MakeGreet(name);
}
}
很容易注意到：MakeGreet 事件的聲明與之前委托變量delegate1的聲明唯一的區(qū)別是多了一個(gè)event關(guān)鍵字?？吹竭@里，在結(jié)合上面的講解，你應(yīng)該明白到：事件其實(shí)沒什么不好理解的，聲明一個(gè)事件不過(guò)類似于聲明一個(gè)進(jìn)行了封裝的委托類型的變量而已。
為了證明上面的推論，如果我們像下面這樣改寫Main方法：
static void Main(string[] args) {
GreetingManager gm = new GreetingManager();
gm.MakeGreet = EnglishGreeting; // 編譯錯(cuò)誤1
gm.MakeGreet += ChineseGreeting;
gm.GreetPeople("Jimmy Zhang");
}
會(huì)得到編譯錯(cuò)誤：事件“Delegate.GreetingManager.MakeGreet”只能出現(xiàn)在 += 或 -= 的左邊(從類型“Delegate.GreetingManager”中使用時(shí)除外)。
事件和委托的編譯代碼
這時(shí)候，我們注釋掉編譯錯(cuò)誤的行，然后重新進(jìn)行編譯，再借助Reflactor來(lái)對(duì) event的聲明語(yǔ)句做一探究，看看為什么會(huì)發(fā)生這樣的錯(cuò)誤：
public event GreetingDelegate MakeGreet;
可以看到，實(shí)際上盡管我們?cè)贕reetingManager里將 MakeGreet 聲明為public，但是，實(shí)際上MakeGreet會(huì)被編譯成 私有字段，難怪會(huì)發(fā)生上面的編譯錯(cuò)誤了，因?yàn)樗揪筒辉试S在GreetingManager類的外面以賦值的方式訪問，從而驗(yàn)證了我們上面所做的推論。
我們?cè)龠M(jìn)一步看下MakeGreet所產(chǎn)生的代碼：
private GreetingDelegate MakeGreet; //對(duì)事件的聲明 實(shí)際是 聲明一個(gè)私有的委托變量
[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);
}
現(xiàn)在已經(jīng)很明確了：MakeGreet事件確實(shí)是一個(gè)GreetingDelegate類型的委托，只不過(guò)不管是不是聲明為public，它總是被聲明為private。另外，它還有兩個(gè)方法，分別是add_MakeGreet和remove_MakeGreet，這兩個(gè)方法分別用于注冊(cè)委托類型的方法和取消注冊(cè)。實(shí)際上也就是： “+= ”對(duì)應(yīng) add_MakeGreet，“-=”對(duì)應(yīng)remove_MakeGreet。而這兩個(gè)方法的訪問限制取決于聲明事件時(shí)的訪問限制符。
在add_MakeGreet()方法內(nèi)部，實(shí)際上調(diào)用了System.Delegate的Combine()靜態(tài)方法，這個(gè)方法用于將當(dāng)前的變量添加到委托鏈表中。我們前面提到過(guò)兩次，說(shuō)委托實(shí)際上是一個(gè)類，在我們定義委托的時(shí)候：
public delegate void GreetingDelegate(string name);
當(dāng)編譯器遇到這段代碼的時(shí)候，會(huì)生成下面這樣一個(gè)完整的類：
public sealed class GreetingDelegate:System.MulticastDelegate{
public GreetingDelegate(object @object, IntPtr method);
public virtual IAsyncResult BeginInvoke(string name, AsyncCallback callback, object @object);
public virtual void EndInvoke(IAsyncResult result);
public virtual void Invoke(string name);
}
關(guān)于這個(gè)類的更深入內(nèi)容，可以參閱《CLR Via C#》等相關(guān)書籍，這里就不再討論了。
委托、事件與Observer設(shè)計(jì)模式
范例說(shuō)明
上面的例子已不足以再進(jìn)行下面的講解了，我們來(lái)看一個(gè)新的范例，因?yàn)橹耙呀?jīng)介紹了很多的內(nèi)容，所以本節(jié)的進(jìn)度會(huì)稍微快一些：
假設(shè)我們有個(gè)高檔的熱水器，我們給它通上電，當(dāng)水溫超過(guò)95度的時(shí)候：1、揚(yáng)聲器會(huì)開始發(fā)出語(yǔ)音，告訴你水的溫度；2、液晶屏也會(huì)改變水溫的顯示，來(lái)提示水已經(jīng)快燒開了。
現(xiàn)在我們需要寫個(gè)程序來(lái)模擬這個(gè)燒水的過(guò)程，我們將定義一個(gè)類來(lái)代表熱水器，我們管它叫：Heater，它有代表水溫的字段，叫做temperature；當(dāng)然，還有必不可少的給水加熱方法BoilWater()，一個(gè)發(fā)出語(yǔ)音警報(bào)的方法MakeAlert()，一個(gè)顯示水溫的方法，ShowMsg()。
namespace Delegate {
class Heater {
private int temperature; // 水溫
// 燒水
public void BoilWater() {
for (int i = 0; i = 100; i++) {
temperature = i;
if (temperature > 95) {
MakeAlert(temperature);
ShowMsg(temperature);
}
}
}
// 發(fā)出語(yǔ)音警報(bào)
private void MakeAlert(int param) {
Console.WriteLine("Alarm：嘀嘀嘀，水已經(jīng) {0} 度了：" , param);
}
// 顯示水溫
private void ShowMsg(int param) {
Console.WriteLine("Display：水快開了，當(dāng)前溫度：{0}度。" , param);
}
}
class Program {
static void Main() {
Heater ht = new Heater();
ht.BoilWater();
}
}
}
Observer設(shè)計(jì)模式簡(jiǎn)介
上面的例子顯然能完成我們之前描述的工作，但是卻并不夠好?，F(xiàn)在假設(shè)熱水器由三部分組成：熱水器、警報(bào)器、顯示器，它們來(lái)自于不同廠商并進(jìn)行了組裝。那么，應(yīng)該是熱水器僅僅負(fù)責(zé)燒水，它不能發(fā)出警報(bào)也不能顯示水溫；在水燒開時(shí)由警報(bào)器發(fā)出警報(bào)、顯示器顯示提示和水溫。
這時(shí)候，上面的例子就應(yīng)該變成這個(gè)樣子：
// 熱水器
public class Heater {
private int temperature;
// 燒水
private void BoilWater() {
for (int i = 0; i = 100; i++) {
temperature = i;
}
}
}
// 警報(bào)器
public class Alarm{
private void MakeAlert(int param) {
Console.WriteLine("Alarm：嘀嘀嘀，水已經(jīng) {0} 度了：" , param);
}
}
// 顯示器
public class Display{
private void ShowMsg(int param) {
Console.WriteLine("Display：水已燒開，當(dāng)前溫度：{0}度。" , param);
}
}
這里就出現(xiàn)了一個(gè)問題：如何在水燒開的時(shí)候通知報(bào)警器和顯示器？在繼續(xù)進(jìn)行之前，我們先了解一下Observer設(shè)計(jì)模式，Observer設(shè)計(jì)模式中主要包括如下兩類對(duì)象：
1.Subject：監(jiān)視對(duì)象，它往往包含著其他對(duì)象所感興趣的內(nèi)容。在本范例中，熱水器就是一個(gè)監(jiān)視對(duì)象，它包含的其他對(duì)象所感興趣的內(nèi)容，就是temprature字段，當(dāng)這個(gè)字段的值快到100時(shí)，會(huì)不斷把數(shù)據(jù)發(fā)給監(jiān)視它的對(duì)象。
2.Observer：監(jiān)視者，它監(jiān)視Subject，當(dāng)Subject中的某件事發(fā)生的時(shí)候，會(huì)告知Observer，而Observer則會(huì)采取相應(yīng)的行動(dòng)。在本范例中，Observer有警報(bào)器和顯示器，它們采取的行動(dòng)分別是發(fā)出警報(bào)和顯示水溫。
在本例中，事情發(fā)生的順序應(yīng)該是這樣的：
1. 警報(bào)器和顯示器告訴熱水器，它對(duì)它的溫度比較感興趣(注冊(cè))。
2.熱水器知道后保留對(duì)警報(bào)器和顯示器的引用。
3. 熱水器進(jìn)行燒水這一動(dòng)作，當(dāng)水溫超過(guò)95度時(shí)，通過(guò)對(duì)警報(bào)器和顯示器的引用，自動(dòng)調(diào)用警報(bào)器的MakeAlert()方法、顯示器的ShowMsg()方法。
類似這樣的例子是很多的，GOF對(duì)它進(jìn)行了抽象，稱為Observer設(shè)計(jì)模式：Observer設(shè)計(jì)模式是為了定義對(duì)象間的一種一對(duì)多的依賴關(guān)系，以便于當(dāng)一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)改變時(shí)，其他依賴于它的對(duì)象會(huì)被自動(dòng)告知并更新。Observer模式是一種松耦合的設(shè)計(jì)模式。
實(shí)現(xiàn)范例的Observer設(shè)計(jì)模式
我們之前已經(jīng)對(duì)委托和事件介紹很多了，現(xiàn)在寫代碼應(yīng)該很容易了，現(xiàn)在在這里直接給出代碼，并在注釋中加以說(shuō)明。
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
namespace Delegate {
// 熱水器
public class Heater {
private int temperature;
public delegate void BoilHandler(int param); //聲明委托
public event BoilHandler BoilEvent; //聲明事件
// 燒水
public void BoilWater() {
for (int i = 0; i = 100; i++) {
temperature = i;
if (temperature > 95) {
if (BoilEvent != null) { //如果有對(duì)象注冊(cè)
BoilEvent(temperature); //調(diào)用所有注冊(cè)對(duì)象的方法
}
}
}
}
}
// 警報(bào)器
public class Alarm {
public void MakeAlert(int param) {
Console.WriteLine("Alarm：嘀嘀嘀，水已經(jīng) {0} 度了：", param);
}
}
// 顯示器
public class Display {
public static void ShowMsg(int param) { //靜態(tài)方法
Console.WriteLine("Display：水快燒開了，當(dāng)前溫度：{0}度。", param);
}
}
class Program {
static void Main() {
Heater heater = new Heater();
Alarm alarm = new Alarm();
heater.BoilEvent += alarm.MakeAlert; //注冊(cè)方法
heater.BoilEvent += (new Alarm()).MakeAlert; //給匿名對(duì)象注冊(cè)方法
heater.BoilEvent += Display.ShowMsg; //注冊(cè)靜態(tài)方法
heater.BoilWater(); //燒水，會(huì)自動(dòng)調(diào)用注冊(cè)過(guò)對(duì)象的方法
}
}
}
輸出為：
Alarm：嘀嘀嘀，水已經(jīng) 96 度了：
Alarm：嘀嘀嘀，水已經(jīng) 96 度了：
Display：水快燒開了，當(dāng)前溫度：96度。
// 省略...
.Net Framework中的委托與事件
盡管上面的范例很好地完成了我們想要完成的工作，但是我們不僅疑惑：為什么.Net Framework 中的事件模型和上面的不同？為什么有很多的EventArgs參數(shù)？
在回答上面的問題之前，我們先搞懂 .Net Framework的編碼規(guī)范：
• 委托類型的名稱都應(yīng)該以EventHandler結(jié)束。
•委托的原型定義：有一個(gè)void返回值，并接受兩個(gè)輸入?yún)?shù)：一個(gè)Object 類型，一個(gè) EventArgs類型(或繼承自EventArgs)。
• 事件的命名為 委托去掉 EventHandler之后剩余的部分。
•繼承自EventArgs的類型應(yīng)該以EventArgs結(jié)尾。
再做一下說(shuō)明：
1.委托聲明原型中的Object類型的參數(shù)代表了Subject，也就是監(jiān)視對(duì)象，在本例中是 Heater(熱水器)?；卣{(diào)函數(shù)(比如Alarm的MakeAlert)可以通過(guò)它訪問觸發(fā)事件的對(duì)象(Heater)。
2.EventArgs 對(duì)象包含了Observer所感興趣的數(shù)據(jù)，在本例中是temperature。
上面這些其實(shí)不僅僅是為了編碼規(guī)范而已，這樣也使得程序有更大的靈活性。比如說(shuō)，如果我們不光想獲得熱水器的溫度，還想在Observer端(警報(bào)器或者顯示器)方法中獲得它的生產(chǎn)日期、型號(hào)、價(jià)格，那么委托和方法的聲明都會(huì)變得很麻煩，而如果我們將熱水器的引用傳給警報(bào)器的方法，就可以在方法中直接訪問熱水器了。
現(xiàn)在我們改寫之前的范例，讓它符合 .Net Framework 的規(guī)范：
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
namespace Delegate {
// 熱水器
public class Heater {
private int temperature;
public string type = "RealFire 001"; // 添加型號(hào)作為演示
public string area = "China Xian"; // 添加產(chǎn)地作為演示
//聲明委托
public delegate void BoiledEventHandler(Object sender, BoiledEventArgs e);
public event BoiledEventHandler Boiled; //聲明事件
// 定義BoiledEventArgs類，傳遞給Observer所感興趣的信息
public class BoiledEventArgs : EventArgs {
public readonly int temperature;
public BoiledEventArgs(int temperature) {
this.temperature = temperature;
}
}
// 可以供繼承自 Heater 的類重寫，以便繼承類拒絕其他對(duì)象對(duì)它的監(jiān)視
protected virtual void OnBoiled(BoiledEventArgs e) {
if (Boiled != null) { // 如果有對(duì)象注冊(cè)
Boiled(this, e); // 調(diào)用所有注冊(cè)對(duì)象的方法
}
}
// 燒水。
public void BoilWater() {
for (int i = 0; i = 100; i++) {
temperature = i;
if (temperature > 95) {
//建立BoiledEventArgs 對(duì)象。
BoiledEventArgs e = new BoiledEventArgs(temperature);
OnBoiled(e); // 調(diào)用 OnBolied方法
}
}
}
}
// 警報(bào)器
public class Alarm {
public void MakeAlert(Object sender, Heater.BoiledEventArgs e) {
Heater heater = (Heater)sender; //這里是不是很熟悉呢？
//訪問 sender 中的公共字段
Console.WriteLine("Alarm：{0} - {1}: ", heater.area, heater.type);
Console.WriteLine("Alarm: 嘀嘀嘀，水已經(jīng) {0} 度了：", e.temperature);
Console.WriteLine();
}
}
// 顯示器
public class Display {
public static void ShowMsg(Object sender, Heater.BoiledEventArgs e) { //靜態(tài)方法
Heater heater = (Heater)sender;
Console.WriteLine("Display：{0} - {1}: ", heater.area, heater.type);
Console.WriteLine("Display：水快燒開了，當(dāng)前溫度：{0}度。", e.temperature);
Console.WriteLine();
}
}
class Program {
static void Main() {
Heater heater = new Heater();
Alarm alarm = new Alarm();
heater.Boiled += alarm.MakeAlert; //注冊(cè)方法
heater.Boiled += (new Alarm()).MakeAlert; //給匿名對(duì)象注冊(cè)方法
heater.Boiled += new Heater.BoiledEventHandler(alarm.MakeAlert); //也可以這么注冊(cè)
heater.Boiled += Display.ShowMsg; //注冊(cè)靜態(tài)方法
heater.BoilWater(); //燒水，會(huì)自動(dòng)調(diào)用注冊(cè)過(guò)對(duì)象的方法
}
}
}
輸出為：
Alarm：China Xian - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀，水已經(jīng) 96 度了：
Alarm：China Xian - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀，水已經(jīng) 96 度了：
Alarm：China Xian - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀，水已經(jīng) 96 度了：
Display：China Xian - RealFire 001:
Display：水快燒開了，當(dāng)前溫度：96度。
// 省略 ...
總結(jié)
在本文中我首先通過(guò)一個(gè)GreetingPeople的小程序向大家介紹了委托的概念、委托用來(lái)做什么，隨后又引出了事件，接著對(duì)委托與事件所產(chǎn)生的中間代碼做了粗略的講述。
在第二個(gè)稍微復(fù)雜點(diǎn)的熱水器的范例中，我向大家簡(jiǎn)要介紹了 Observer設(shè)計(jì)模式，并通過(guò)實(shí)現(xiàn)這個(gè)范例完成了該模式，隨后講述了.Net Framework中委托、事件的實(shí)現(xiàn)方式。
希望這篇文章能給你帶來(lái)幫助。
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