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掌握 C# 中的委托与事件机制

article 2024/10/4 14:16:06

C# 中的委托和事件为开发者提供了处理回调、异步编程以及发布订阅模式的强大工具。委托与事件机制在实际应用中非常常见，特别是在事件驱动编程和 GUI 应用中。本文将带你深入理解委托的定义、匿名方法、Lambda 表达式、事件机制以及多播委托的使用。

1. 委托（Delegate）的定义与使用

委托是一种类型安全的函数指针，可以用于引用一个或多个方法。通过委托，可以将方法作为参数传递给其他方法，从而实现回调和灵活的行为封装。

委托的定义

委托的定义类似于定义方法签名，它指定了可以被引用的方法的返回类型和参数列表。

// 定义一个委托
public delegate void PrintDelegate(string message);

// 使用委托
public class Printer
{
    public void PrintMessage(PrintDelegate printDelegate, string message)
    {
        printDelegate(message);  // 调用委托
    }
}

public class Program
{
    public static void PrintToConsole(string message)
    {
        Console.WriteLine(message);
    }

    public static void Main()
    {
        Printer printer = new Printer();
        PrintDelegate printDelegate = PrintToConsole;  // 将方法赋值给委托
        printer.PrintMessage(printDelegate, "Hello, Delegates!");  // 输出：Hello, Delegates!
    }
}

在上面的示例中，PrintDelegate 是一个委托类型，它可以引用任何具有 void 返回类型且接受 string 参数的方法。我们将 PrintToConsole 方法赋值给委托实例，并通过委托调用该方法。

2. 匿名方法与 Lambda 表达式

C# 提供了匿名方法和 Lambda 表达式来简化委托的使用，避免显式定义命名方法。

匿名方法

匿名方法允许你直接将方法逻辑嵌入到委托实例化过程中，而无需创建一个命名方法。

PrintDelegate printDelegate = delegate (string message)
{
    Console.WriteLine(message);
};

printDelegate("Hello, Anonymous Methods!");  // 输出：Hello, Anonymous Methods!

Lambda 表达式

Lambda 表达式是匿名方法的简写形式，语法更加简洁。它使用 => 运算符来分隔参数和方法体。

PrintDelegate printDelegate = (message) => Console.WriteLine(message);

printDelegate("Hello, Lambda Expressions!");  // 输出：Hello, Lambda Expressions!

Lambda 表达式在委托、事件和 LINQ 查询中广泛应用，能够极大简化代码编写。

3. 事件机制（Event）

事件是基于委托的一种特殊机制，通常用于实现发布/订阅模式。事件是对象之间通信的一种方式，允许对象响应特定的状态变化或动作。

事件的定义

事件本质上是对委托的封装，防止订阅者直接调用委托，只允许通过 += 和 -= 来订阅或取消订阅事件。

public class Button
{
    // 定义一个事件
    public event EventHandler Click;

    public void OnClick()
    {
        if (Click != null)
        {
            Click(this, EventArgs.Empty);  // 触发事件
        }
    }
}

public class Program
{
    public static void ButtonClicked(object sender, EventArgs e)
    {
        Console.WriteLine("Button clicked!");
    }

    public static void Main()
    {
        Button button = new Button();
        button.Click += ButtonClicked;  // 订阅事件
        button.OnClick();  // 输出：Button clicked!
    }
}

在这个示例中，Click 是一个事件，使用 EventHandler 委托。当 OnClick 方法被调用时，事件被触发，所有订阅该事件的方法都会被执行。

4. 多播委托

多播委托 是指一个委托可以同时引用多个方法。每当该委托被调用时，所有被引用的方法都会依次执行。多播委托在事件处理中非常有用，因为事件通常会有多个订阅者。

public delegate void NotifyDelegate(string message);

public class Program
{
    public static void PrintToConsole(string message)
    {
        Console.WriteLine($"Console: {message}");
    }

    public static void PrintToFile(string message)
    {
        Console.WriteLine($"File: {message} (simulated)");
    }

    public static void Main()
    {
        NotifyDelegate notifyDelegate = PrintToConsole;
        notifyDelegate += PrintToFile;  // 添加另一个方法

        notifyDelegate("Multicast Delegate Example");
        // 输出：
        // Console: Multicast Delegate Example
        // File: Multicast Delegate Example (simulated)
    }
}

在此示例中，notifyDelegate 委托同时引用了两个方法。当 notifyDelegate 被调用时，两个方法都会依次执行。这就是多播委托的功能。