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第12章 委托与事件

时间:2019-05-17 12:07:33      阅读:161      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:void   显示器   新建   日文   方法签名   应该   面向   声明   全球化   

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。

技术图片

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。

 技术图片

 

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)?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()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""1",但不能接受bool类型的trueint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。

 技术图片

 

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。

 技术图片

 

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EnglishGreetingChineseGreeting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 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 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 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

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

class GreetingManager

{

//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:

  • 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?
  • 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_MakeGreetremove_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。

     技术图片

     

    12-5 热水器烧水运行结果

       

       

       

       

第12章 委托与事件

标签:void   显示器   新建   日文   方法签名   应该   面向   声明   全球化   

原文地址:https://www.cnblogs.com/mrfang/p/10880565.html

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