C# 中的委托和事件 ——转自张子阳
引言
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别(biè)得慌,混身不自在。本文中,我将通过两个范例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、委托和事件对Observer设计模式的意义,对它们的中间代码也做了讨论。
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:
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”。
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“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:
OK,尽管这样解决了问题,但我不说大家也很容易想到,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:
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
看到这里,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:
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:
尽管这样达到了我们要的效果,但是还是存在着问题:
在这里,delegate1和我们平时用的string类型的变量没有什么分别,而我们知道,并不是所有的字段都应该声明成public,合适的做法是应该public的时候public,应该private的时候private。
我们先看看如果把 delegate1 声明为 private会怎样?结果就是:这简直就是在搞笑。因为声明委托的目的就是为了把它暴露在类的客户端进行方法的注册,你把它声明为private了,客户端对它根本就不可见,那它还有什么用?
再看看把delegate1 声明为 public 会怎样?结果就是:在客户端可以对它进行随意的赋值等操作,严重破坏对象的封装性。
最后,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,这样不是让人觉得很别扭么?
现在我们想想,如果delegate1不是一个委托类型,而是一个string类型,你会怎么做?答案是使用属性对字段进行封装。
于是,Event出场了,它封装了委托类型的变量,使得:在类的内部,不管你声明它是public还是protected,它总是private的。在类的外部,注册“+=”和注销“-=”的访问限定符与你在声明事件时使用的访问符相同。
我们改写GreetingManager类,它变成了这个样子:
事件和委托的编译代码
这时候,我们注释掉编译错误的行,然后重新进行编译,再借助Reflactor来对 event的声明语句做一探究,看看为什么会发生这样的错误:
委托、事件与Observer设计模式
范例说明
上面的例子已不足以再进行下面的讲解了,我们来看一个新的范例,因为之前已经介绍了很多的内容,所以本节的进度会稍微快一些:
假设我们有个高档的热水器,我们给它通上电,当水温超过95度的时候:1、扬声器会开始发出语音,告诉你水的温度;2、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,我们将定义一个类来代表热水器,我们管它叫:Heater,它有代表水温的字段,叫做temperature;当然,还有必不可少的给水加热方法BoilWater(),一个发出语音警报的方法MakeAlert(),一个显示水温的方法,ShowMsg()。
Observer设计模式简介
上面的例子显然能完成我们之前描述的工作,但是却并不够好。现在假设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。那么,应该是热水器仅仅负责烧水,它不能发出警报也不能显示水温;在水烧开时由警报器发出警报、显示器显示提示和水温。
这时候,上面的例子就应该变成这个样子:
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,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。在本范例中,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。在本范例中,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:
- 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)。
- 热水器知道后保留对警报器和显示器的引用。
- 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。
类似这样的例子是很多的,GOF对它进行了抽象,称为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。Observer模式是一种松耦合的设计模式。
实现范例的Observer设计模式
我们之前已经对委托和事件介绍很多了,现在写代码应该很容易了,现在在这里直接给出代码,并在注释中加以说明。
输出为:
Alarm:嘀嘀嘀,水已经 96 度了:
Alarm:嘀嘀嘀,水已经 96 度了:
Display:水快烧开了,当前温度:96度。
// 省略...
.Net Framework中的委托与事件
尽管上面的范例很好地完成了我们想要完成的工作,但是我们不仅疑惑:为什么.Net Framework 中的事件模型和上面的不同?为什么有很多的EventArgs参数?
在回答上面的问题之前,我们先搞懂 .Net Framework的编码规范:
- 委托类型的名称都应该以EventHandler结束。
- 委托的原型定义:有一个void返回值,并接受两个输入参数:一个Object 类型,一个 EventArgs类型(或继承自EventArgs)。
- 事件的命名为 委托去掉 EventHandler之后剩余的部分。
- 继承自EventArgs的类型应该以EventArgs结尾。
再做一下说明:
- 委托声明原型中的Object类型的参数代表了Subject,也就是监视对象,在本例中是 Heater(热水器)。回调函数(比如Alarm的MakeAlert)可以通过它访问触发事件的对象(Heater)。
- EventArgs 对象包含了Observer所感兴趣的数据,在本例中是temperature。
上面这些其实不仅仅是为了编码规范而已,这样也使得程序有更大的灵活性。比如说,如果我们不光想获得热水器的温度,还想在Observer端(警报器或者显示器)方法中获得它的生产日期、型号、价格,那么委托和方法的声明都会变得很麻烦,而如果我们将热水器的引用传给警报器的方法,就可以在方法中直接访问热水器了。
现在我们改写之前的范例,让它符合 .Net Framework 的规范:
总结
在本文中我首先通过一个GreetingPeople的小程序向大家介绍了委托的概念、委托用来做什么,随后又引出了事件,接着对委托与事件所产生的中间代码做了粗略的讲述。
在第二个稍微复杂点的热水器的范例中,我向大家简要介绍了 Observer设计模式,并通过实现这个范例完成了该模式,随后讲述了.Net Framework中委托、事件的实现方式。
希望这篇文章能给你带来帮助。
原文链接:http://www.tracefact.net/CSharp-Programming/Delegates-and-Events-in-CSharp.aspx