[ASP.NET 大牛之路]02 - C#高级知识点概要(1) - 委托和事件
在ASP.NET MVC 小牛之路系列中，前面用了一篇文章提了一下C#的一些知识点。照此，ASP.NET MVC 大牛之路系列也先给大家普及一下C#.NET中的高级知识点。每个知识点不太会过于详细，但足矣。要深入研究还需要去查看更多的专业资料。
要成为大牛，必然要有扎实的基本功，不然时间再长项目再多也很难有大的提升。本系列讲的C# 高级知识点，是非常值得去撑握的，不仅可以让你写代码时游刃有余，而且去研究和学习一些开源项目时，也不会显得那么吃力了。
希望大家记住，这里讲的所有的知识点，不仅仅是了解了就可以了，还要会灵活用，一定要多思考，撑握其中的编程思想。
本文讲的是委托和事件，这两个词可能你早就耳熟能详，但你是否真正撑握了呢？
本系列讲的C#高级知识点都是要求开发时能达到可以徒手写出来的水平（不依赖搜索引擎、找笔记等）。建议开发时尽量自己写（时间允许的话），如果觉得自己写的不好，再Google。写多了就自然会灵活运用。
委托太常见了，能灵活运用可以使你在编程中游刃有余。
简单说它就是一个能把方法当参数传递的对象，而且还知道怎么调用这个方法，同时也是粒度更小的“接口”（约束了指向方法的签名）。
委托的简单使用
一个委托类型定义了该类型的实例能调用的一类方法，这些方法含有同样的返回类型和同样参数（类型和个数相同）。委托和接口一样，可以定义在类的外部。如下定义了一个委托类型 - Calculator：
delegate int Calculator (int x);
此委托适用于任何有着int返回类型和一个int类型参数的方法，如：
static int Double (int x) { return x * 2; }
创建一个委托实例，将该此方法赋值给该委托实例：
Calculator c = new Calculator(Double);
也可以简写成：
Calculator c = Double;
这个方法可以通过委托调用：
int result = c(2);
下面是完整代码：
delegate int Calculator(int x);
class Program {
static int Double(int x) { return x * 2; }
static void Main(string[] args) {
Calculator c = Double;
int result = c(2);
Console.Write(result);
Console.ReadKey();
}
}
用委托实现插件式编程
我们可以利用“委托是一个能把方法作为参数传递的对象”这一特点，来实现一种插件式编程。
例如，我们有一个Utility类，这个类实现一个通用方法（Calculate）,用来执行任何有一个整型参数和整型返回值的方法。这样说有点抽象，下面来看一个例子：
delegate int Calculator(int x);
class Program {
static int Double(int x) { return x * 2; }
static void Main(string[] args) {
int[] values = { 1,2,3,4};
Utility.Calculate(values, Double);
foreach (int i in values)
Console.Write(i + " "); // 2 4 6 8
Console.ReadKey();
}
}
class Utility {
public static void Calculate(int[] values, Calculator c) {
for (int i = 0; i < values.Length; i++)
values[i] = c(values[i]);
}
}
这个例子中的Utility是固定不变的，程序实现了整数的Double功能。我们可以把这个Double方法看作是一个插件，如果将来还要实现诸如求平方、求立方的计算，我们只需向程序中不断添加插件就可以了。
如果Double方法是临时的，只调用一次，若在整个程序中不会有第二次调用，那么我们可以在Main方法中更简洁更灵活的使用这种插件式编程，无需先定义方法，使用λ表达式即可，如：
... Utility.Calculate(values, x => x * 2); ...
以后我们会经常写这样的代码。
多播委托
所有的委托实例都有多播的功能。所谓多播，就像一群程序员在瞬聘网填好了求职意向后，某天有个公司发布了一个和这些程序员求职意向刚好相匹配的工作，然后这些求职者都被通知了 - “有一份好工作招人啦，你们可以直接申请去上班了！”。PS：为了公司，我也算满拼的。恳请大家允许我在博文中不忘提到瞬聘网。在后续博文中会有不少案例确实是我在瞬聘网系统开发时使用过的。:)
也就是说，一个委托实例不仅可以指向一个方法，还可以指向多个方法。例如：
MyDelegate d = MyMethod1; // “+=” 用来添加，同理“-=”用来移除。 d += MyMethod2; // d -= MyMethod2
调用时，按照方法被添加的顺序依次执行。注意，对于委托，+= 和 -= 对null是不会报错的，如：
MyDelegate d; d += MyMethod1;// 相当于MyDelegate d = MyMethod1;
为了更好的理解多播在实际开发中的应用，我用模拟瞬聘网的职位匹配小工具来做示例。在职位匹配过程中会有一段处理时间，所以在执行匹配的时候要能看到执行的进度，而且还要把执行的进度和执行情况写到日志文件中。在处理完一个步骤时，将分别执行两个方法来显示和记录执行进度。
我们先定义一个委托（ProgressReporter），然后定义一个匹配方法（Match）来执行该委托中的所有方法。如下：
public delegate void ProgressReporter(int percentComplete);
public class Utility {
public static void Match(ProgressReporter p) {
if (p != null) {
for (int i = 0; i <= 10; i++) {
p(i * 10);
System.Threading.Thread.Sleep(100);
}
}
}
}
然后我们需要两个监视进度的方法，一个把进度写到Console，另一个把进度写到文件。如下：
class Program {
static void Main(string[] args) {
ProgressReporter p = WriteProgressToConsole;
p += WriteProgressToFile;
Utility.Match(p);
Console.WriteLine("Done.");
Console.ReadKey();
}
static void WriteProgressToConsole(int percentComplete) {
Console.WriteLine(percentComplete+"%");
}
static void WriteProgressToFile(int percentComplete) {
System.IO.File.AppendAllText("progress.txt", percentComplete + "%");
}
}
运行结果：
看到这里，是不是发现你已然更加爱上C#了。
静态方法和实例方法对于委托的区别
当一个类的实例的方法被赋给一个委托对象时，在上下文中不仅要维护这个方法，还要维护这个方法所在的实例。System.Delegate 类的Target属性指向的就是这个实例。举个例子：
class Program {
static void Main(string[] args) {
X x = new X();
ProgressReporter p = x.InstanceProgress;
p(1);
Console.WriteLine(p.Target == x); // True
Console.WriteLine(p.Method); // Void InstanceProgress(Int32)
}
static void WriteProgressToConsole(int percentComplete) {
Console.WriteLine(percentComplete+"%");
}
static void WriteProgressToFile(int percentComplete) {
System.IO.File.AppendAllText("progress.txt", percentComplete + "%");
}
}
class X {
public void InstanceProgress(int percentComplete) {
// do something
}
}
但对于静态方法，System.Delegate 类的Target属性是Null，所以将静态方法赋值给委托时性能更优。
泛型委托
如果你知道泛型，那么就很容易理解泛型委托，说白了就是含有泛型参数的委托，例如：
public delegate T Calculator<T> (T arg);
我们可以把前面的例子改成泛型的例子，如下：
public delegate T Calculator<T>(T arg);
class Program {
static int Double(int x) { return x * 2; }
static void Main(string[] args) {
int[] values = { 1, 2, 3, 4 };
Utility.Calculate(values, Double);
foreach (int i in values)
Console.Write(i + " "); // 2 4 6 8
Console.ReadKey();
}
}
class Utility {
public static void Calculate<T>(T[] values, Calculator<T> c) {
for (int i = 0; i < values.Length; i++)
values[i] = c(values[i]);
}
}
Func 和 Action 委托
有了泛型委托，就有了一能适用于任何返回类型和任意参数（类型和合理的个数）的通用委托，Func 和 Action。如下所示（下面的in表示参数，out表示返回结果）：
delegate TResult Func <out TResult> (); delegate TResult Func <in T, out TResult> (T arg); delegate TResult Func <in T1, in T2, out TResult> (T1 arg1, T2 arg2); ... 一直到 T16 delegate void Action (); delegate void Action <in T> (T arg); delegate void Action <in T1, in T2> (T1 arg1, T2 arg2); ... 一直到 T16
有了这样的通用委托，我们上面的Calculator泛型委托就可以删掉了，示例就可以更简洁了：
public static void Calculate<T>(T[] values, Func<T,T> c) {
for (int i = 0; i < values.Length; i++)
values[i] = c(values[i]);
}
Func 和 Action 委托，除了ref参数和out参数，基本上能适用于任何泛型委托的场景，非常好用。
委托的兼容
1. 委托的类型兼容
delegate void D1(); delegate void D2(); ... D1 d1 = Method1; D2 d2 = d1;
下面是被允许的：
D2 d2 = newD2 (d1);
对于具体相同的目标方法的委托是被视为相等的：
delegate void D(); ... D d1 = Method1; D d2 = Method1; Console.WriteLine (d1 == d2); // True
同理，对于多播委托，如果含有相同的方法和相同的顺序，也被视为相等。
2. 参数类型兼容
在OOP中，任何使用父类的地方均可以用子类代替，这个OOP思想对委托的参数同样有效。如：
delegate void StringAction(string s);
class Program {
static void Main() {
StringAction sa = new StringAction(ActOnObject);
sa("hello");
}
static void ActOnObject(object o) {
Console.WriteLine(o); // hello
}
}
3. 返回值类型兼容
道理和参数类型兼容一样：
delegate object ObjectRetriever();
class Program {
static void Main() {
ObjectRetriever o = new ObjectRetriever(RetriveString);
object result = o();
Console.WriteLine(result); // hello
}
static string RetriveString() { return "hello"; }
}
2.事件
当我们使用委托场景时，我们很希望有这样两个角色出现：广播者和订阅者。我们需要这两个角色来实现订阅和广播这种很常见的场景。
广播者这个角色应该有这样的功能：包括一个委托字段，通过调用委托来发出广播。而订阅者应该有这样的功能：可以通过调用 += 和 -= 来决定何时开始或停止订阅。
事件就是描述这种场景模式的一个词。事件是委托的一个子集，为了满足“广播/订阅”模式的需求而生。
事件的基本使用
声明一个事件很简单，只需在声明一个委托对象时加上event关键字就行。如下：
public delegate void PriceChangedHandler (decimal oldPrice, decimal newPrice);
public class IPhone6
{
public event PriceChangedHandler PriceChanged;
}
事件的使用和委托完全一样，只是多了些约束。下面是一个简单的事件使用例子：
public delegate void PriceChangedHandler(decimal oldPrice, decimal newPrice);
public class IPhone6 {
decimal price;
public event PriceChangedHandler PriceChanged;
public decimal Price {
get { return price; }
set {
if (price == value) return;
decimal oldPrice = price;
price = value;
// 如果调用列表不为空，则触发。
if (PriceChanged != null)
PriceChanged(oldPrice, price);
}
}
}
class Program {
static void Main() {
IPhone6 iphone6 = new IPhone6() { Price = 5288 };
// 订阅事件
iphone6.PriceChanged += iphone6_PriceChanged;
// 调整价格（事件发生）
iphone6.Price = 3999;
Console.ReadKey();
}
static void iphone6_PriceChanged(decimal oldPrice, decimal price) {
Console.WriteLine("年终大促销，iPhone 6 只卖 " + price + " 元， 原价 " + oldPrice + " 元，快来抢！");
}
}
运行结果：
有人可能会问，如果把上面的event关键字拿掉，结果不是一样的吗，到底有何不同？
没错可以用事件的地方就一定可以用委托代替。
但事件有一系列规则和约束用以保证程序的安全可控，事件只有 += 和 -= 操作，这样订阅者只能有订阅或取消订阅操作，没有权限执行其它操作。如果是委托，那么订阅者就可以使用 = 来对委托对象重新赋值（其它订阅者全部被取消订阅），甚至将其设置为null，甚至订阅者还可以直接调用委托，这些都是很危险的操作，广播者就失去了独享控制权。
事件保证了程序的安全性和健壮性。
事件的标准模式
.NET 框架为事件编程定义了一个标准模式。设定这个标准是为了让.NET框架和用户代码保持一致。System.EventArgs是标准模式的核心，它是一个没有任何成员，用于传递事件参数的基类。
按照标准模式，我们对于上面的iPhone6示例进行重写。首先定义EventArgs：
public class PriceChangedEventArgs : EventArgs {
public readonly decimal OldPrice;
public readonly decimal NewPrice;
public PriceChangedEventArgs(decimal oldPrice, decimal newPrice) {
OldPrice = oldPrice;
NewPrice = newPrice;
}
}
然后为事件定义委托，必须满足以下条件：
- 必须是 void 返回类型；
- 必须有两个参数，且第一个是object类型，第二个是EventArgs类型（的子类）；
- 它的名称必须以EventHandler结尾。
由于考虑到每个事件都要定义自己的委托很麻烦，.NET 框架为我们预定义好一个通用委托System.EventHandler<TEventArgs>：
public delegate void EventHandler<TEventArgs> (object source, TEventArgs e) where TEventArgs : EventArgs;
如果不使用框架的EventHandler<TEventArgs>，我们需要自己定义一个：
public delegate void PriceChangedEventHandler (object sender, PriceChangedEventArgs e);
如果不需要参数，可以直接使用EventHandler（不需要<TEventArgs>）。有了EventHandler<TEventArgs>，我们就可以这样定义示例中的事件：
public class IPhone6 {
...
public event EventHandler<PriceChangedEventArgs> PriceChanged;
...
}
最后，事件标准模式还需要写一个受保护的虚方法来触发事件，这个方法必须以On为前缀，加上事件名(PriceChanged)，还要接受一个EventArgs参数，如下：
public class IPhone6 {
...
public event EventHandler<PriceChangedEventArgs> PriceChanged;
protected virtual void OnPriceChanged(PriceChangedEventArgs e) {
if (PriceChanged != null) PriceChanged(this, e);
}
...
}
下面给出完整示例：
public class PriceChangedEventArgs : System.EventArgs {
public readonly decimal OldPrice;
public readonly decimal NewPrice;
public PriceChangedEventArgs(decimal oldPrice, decimal newPrice) {
OldPrice = oldPrice;
NewPrice = newPrice;
}
}
public class IPhone6 {
decimal price;
public event EventHandler<PriceChangedEventArgs> PriceChanged;
protected virtual void OnPriceChanged(PriceChangedEventArgs e) {
if (PriceChanged != null) PriceChanged(this, e);
}
public decimal Price {
get { return price; }
set {
if (price == value) return;
decimal oldPrice = price;
price = value;
// 如果调用列表不为空，则触发。
if (PriceChanged != null)
OnPriceChanged(new PriceChangedEventArgs(oldPrice, price));
}
}
}
class Program {
static void Main() {
IPhone6 iphone6 = new IPhone6() { Price = 5288M };
// 订阅事件
iphone6.PriceChanged +=iphone6_PriceChanged;
// 调整价格（事件发生）
iphone6.Price = 3999;
Console.ReadKey();
}
static void iphone6_PriceChanged(object sender, PriceChangedEventArgs e) {
Console.WriteLine("年终大促销，iPhone 6 只卖 " + e.NewPrice + " 元， 原价 " + e.OldPrice + " 元，快来抢！");
}
}
运行结果：
