C#中的委托详解

如果要给方法传递一个方法参数时，就可以使用委托。要传递方法，就必须把方法的细节封装在一钟新类型的对象中，即委托。委托是一种特殊类型的对象，其特殊之处在于，我们以前定义的所有对象都包含数据，而委托只包含一个或多个方法的地址。
.NET版本中，委托指向方法的地址。在C++中，函数指针是一个指向内存位置的指针，但它不是类型安全的。开发者无法判断这个指针实际指向什么，像参数和返回值等项就更不知道了。
.NET委托是类型安全的类，它定义了返回类型和参数的类型。委托类不仅包含对方法的引用，也可以包含对多个方法的引用。

1.声明委托

使用委托和使用类一样，也需要经过定义和实例化两个步骤。首先必须定义要使用的委托，对于委托，定义它就是告诉编译器这种类型的委托表示哪种类型的方法。然后，必须创建该委托的一个或多个实例才能使用。编译器在后台将创建表示该委托的一个类。
定义委托的语法：

delegate void IntMethod(int x);
//定义了一个委托IntMethod，指定该委托的每个实例都可以包含一个或多个方法的引用，引用的方法必须带有一个int参数，并返回void.

因为定义委托基本上是定义一个新类，所以可以在定义类的任何地方定义委托。也可以在委托的定义上使用修饰符：public,private,protected等。
委托派生自基类System.MulticastDelegate，MulticastDelegate又派生自基类System.Delegate.
类有两个不同的术语：“类”表示广义的定义，“对象”表示；类的实例。但委托只有一个术语。在创建委托的实例时，所创建的实例仍称为委托。必须从上下文中确定委托的具体含义。

2.使用委托

定义好委托之后，就可以创建它的一个实例，从而用它存储特定方法的细节。

delegate void IntMethod(int x);

        static void Fun(int x)
        {
            Console.WriteLine(x);
        }

        static void Main()
        {
          int x = 40;
          IntMethod intMethod = new IntMethod(Fun);
          intMethod(x);
          Console.ReadKey();

        }

委托在语法上总是接受一个参数的构造函数，这个参数就是委托引用的方法。这个方法必须匹配最初定义委托时的签名。
使用委托实例的名称，后面加上圆括号，如果需要参数就必须在圆括号内加上参数。
给委托实例提供圆括号和调用委托类的Invoke()方法完全相同：

　　intMethod(x);
　　intMethod.Invoke(x);

为了减少输入量，只需要给委托实例传递方法地址的名称就可以，这称为委托推断。

IntMethod intMethod = new IntMethod(Fun);
IntMethod intMethod =Fun;

委托推断可以在需要委托实例的任何地方使用。委托推断也可以用于事件，因为事件基于委托。（事件后面文章有介绍）
注意，使用委托可以调用任何类型对象的方法，不管是静态方法还是实例方法。

3.使用委托数组

//先在一个类中定义两个方法：
          class MathOperations
          {
            public static double MultiplyByTwo(double value)
            {
              return value * 2;
            }

            public static double Square(double value)
            {
              return value * value;
            }
          }

//定义一个返回double类型且带有double类型参数的委托
          delegate double DoubleOp(double x);

          
          class Program
          {
            static void Main()
            {
              //实例化委托数组，和实例化类的数组一样
              DoubleOp[] operations =
              {
                MathOperations.MultiplyByTwo,
                MathOperations.Square
              };
              
              //遍历数组，使用数组中的每个委托实例
              for (int i = 0; i < operations.Length; i++)
              {
                Console.WriteLine("Using operations[{0}]:", i);
                //将委托实例作为参数传递给ProcessAndDisplayNumber方法
                ProcessAndDisplayNumber(operations[i], 2.0);
                ProcessAndDisplayNumber(operations[i], 7.94);
                ProcessAndDisplayNumber(operations[i], 1.414);
                Console.WriteLine();
              }
            }

            static void ProcessAndDisplayNumber(DoubleOp action, double value)
            {
              //在ProcessAndDisplayNumber中调用委托，执行委托实例引用的方法
              double result = action(value);
              Console.WriteLine(
                 "Value is {0}, result of operation is {1}", value, result);
            }
          }

4.Action<T>和Func<T>委托

除了为每个参数和返回类型定义一个委托类型之外，还可以使用Action<T>和Func<T>委托。
泛型Action<T>委托表示引用一个void返回类型的方法。这个委托类存在不同的变体，可以传递最多16种不同的参数类型。没有泛型参数的Action类调用没有参数的方法。Action<in T>调用带一个参数的方法，Action<in T1，in T2>调用带两个参数的方法，依次类推。
Func<T>委托允许调用带返回类型的方法。与Action<T>类似，Func<T>也存在不同的变体，可以传递最多16种不同的参数类型和一个返回类型。Func<out TResult>委托类型可以调用无参数且带返回类型的方法。
下面使用Func<T>委托实现一个不使用委托很难编写的一个功能：给对象数组排序，如果对象是int或string这样值类型的对象会容易排序，如果是要排序很多自定义的类型的对象，需要编写大量代码。使用委托会减少代码量。
定义包含比较方法的类：
BubbleSorter类实现了一个泛型方法 Sort<T>，第一个参数是要排序的对象数组，第二个是一个委托，传递比较两个对象的方法。这样可以给Sort<T>方法，传递自定义的比较方法。

class BubbleSorter
          {
            static public void Sort<T>(IList<T> sortArray, Func<T, T, bool> comparison)
            {
              bool swapped = true;
              do
              {
                swapped = false;
                for (int i = 0; i < sortArray.Count - 1; i++)
                {
                  //调用委托中引用的方法，比较两个对象
                  if (comparison(sortArray[i + 1], sortArray[i]))
                  {
                    T temp = sortArray[i];
                    sortArray[i] = sortArray[i + 1];
                    sortArray[i + 1] = temp;
                    swapped = true;
                  }
                }
              } while (swapped);


            }
          }

定义自定义的一个类

class Employee
          {
            public Employee(string name, decimal salary)
            {
              this.Name = name;
              this.Salary = salary;
            }

            public string Name { get; private set; }
            public decimal Salary { get; private set; }

            public override string ToString()
            {
              return string.Format("{0}, {1:C}", Name, Salary);
            }

            public static bool CompareSalary(Employee e1, Employee e2)
            {
              return e1.Salary < e2.Salary;
            }
          }

客户端代码：

Employee[] employees =
          {
            new Employee("Bugs Bunny", 20000),
            new Employee("Elmer Fudd", 10000),
            new Employee("Daffy Duck", 25000),
            new Employee("Wile Coyote", 1000000.38m),
            new Employee("Foghorn Leghorn", 23000),
            new Employee("RoadRunner", 50000)
          };
            //Sort执行了自定义的Employee.CompareSalary方法
          BubbleSorter.Sort(employees, Employee.CompareSalary);

          foreach (var employee in employees)
          {
            Console.WriteLine(employee);
          }

5.多播委托

前面介绍的每个委托只包含一个方法的调用，委托也可以包含多个方法。这种委托称为多播委托。
如果调用多播委托，就可以按顺序调用多个方法，但如果委托的签名不是返回void，就只能得到委托调用的最后一个方法的结果。
使用+=添加方法，-=删除方法。

static void Main()
        {
          Action<double> operations = MathOperations.MultiplyByTwo;
          operations += MathOperations.Square;

          ProcessAndDisplayNumber(operations, 2.0);
          ProcessAndDisplayNumber(operations, 7.0);
          Console.WriteLine();
        }

        static void ProcessAndDisplayNumber(Action<double> action, double value)
        {
          Console.WriteLine();
          Console.WriteLine("ProcessAndDisplayNumber called with value = {0}", value);
          action(value);

        }
    
    
        class MathOperations
          {
            public static void MultiplyByTwo(double value)
            {
              double result = value * 2;
              Console.WriteLine("Multiplying by 2: {0} gives {1}", value, result);
            }

            public static void Square(double value)
            {
              double result = value * value;
              Console.WriteLine("Squaring: {0} gives {1}", value, result);
            }
          }

每次调用ProcessAndDisplayNumber方法，都会按顺序调用action委托实例中的两个方法。
输出：

　　ProcessAndDisplayNumber called with value = 2
　　Multiplying by 2: 2 gives 4
　　Squaring: 2 gives 4

　　ProcessAndDisplayNumber called with value = 7
　　Multiplying by 2: 7 gives 14
　　Squaring: 7 gives 49

委托还可以使用+，-运算符：

　　Action<double> operations1 = MathOperations.MultiplyByTwo;
　　Action<double> operations2 = MathOperations.Square;
　　Action<double> operations = operations1 + operations2;
　　operations = operations - operations2;

多播委托包含一个逐个调用的委托集合。如果其中一个方法抛出异常，整个迭代就会停止。

　　static void One()
　　{
　　　　Console.WriteLine("One");
　　　　throw new Exception("Error in one");
　　}

　　static void Two()
　　{
　　　　Console.WriteLine("Two");
　　}

　　static void Main()
　　{
　　　　Action d1 = One;
　　　　d1 += Two;

　　　　try
　　　　{
　　　　　　d1();
　　　　}
　　　　catch (Exception)
　　　　{
　　　　　　Console.WriteLine("Exception caught");
　　　　}
　　}

委托只调用了第一个方法。因为第一个方法抛出异常，委托的迭代停止，不再调用Two()方法。
避免这个问题，可以使用Delegate类定义的GetInvocationList()方法，它返回一个Delegate对象数组：

　　Action d1 = One;
　　d1 += Two;

　　Delegate[] delegates = d1.GetInvocationList();
　　foreach (Action d in delegates)
　　{
　　　　try
　　　　{
　　　　　　d();
　　　　}
　　　　catch (Exception)
　　　　{
　　　　　　Console.WriteLine("Exception caught");
　　　　}
　　}

输出：

　　One
　　Exception caught
　　Two

使用GetInvocationList()方法可以为委托的每个方法传递不同的参数，获取每个方法的返回值。

　　static int One(int x)
　　{
　　　　return x;
　　}

　　static int Two(int x)
　　{
　　　　return x;
　　}


　　static void Main()
　　{

　　　　Func<int,int> d1 = One;
　　　　d1 += Two;

　　　　Delegate[] delegates = d1.GetInvocationList();
　　　　Func<int, int> d2 = (Func<int, int>)delegates[0];
　　　　Console.WriteLine( d2(1));

　　　　Func<int, int> d3 = (Func<int, int>)delegates[1];
　　　　Console.WriteLine(d3(2));

　　　　Console.ReadKey();
　　}

输出：

　　1
　　2

6.匿名方法

使用匿名方法可以将方法体直接赋给委托实例，而不需要定义一个方法。

　　static void Main()
　　{
　　　　string mid = ", middle part,";

　　　　Func<string, string> anonDel = delegate(string param)
　　　　{
　　　　　　param += mid;
　　　　　　param += " and this was added to the string.";
　　　　　　return param;
　　　　};
　　　　Console.WriteLine(anonDel("Start of string"));

　　}

上面代码不是把方法名赋给委托变量anonDel，而是一段代码，它前面是关键字delegate和参数列表。在使用匿名方法时，可以使用外部变量。
匿名方法的优点是减少了代码量。使用匿名方法，代码执行速度并没有加快。编译器仍定义了一个方法，该方法只有一个自动指定的名称。
使用匿名方法，必须遵守两条规则：

(1).在匿名方法中不能使用跳转语句(break,goto,continue)调到匿名方法的外部，外部的代码也不能调到匿名方法内部。
(2).匿名方法内部不能访问不安全的代码。也不能在匿名方法使用ref和out

如果需要匿名方法多次编写同一个功能时，就不要用匿名方法了。

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