委托与事件在C#1.0的时候就有了,随着C#版本的不断更新,有些写法和功能也在不断改变。本文温故一下这些改变,以及在NET Core中关于事件的一点改变。

一、C#1.0 从委托开始

1. 基本方式

  什么是委托,就不说概念了,用例子说话。

  某HR说他需要招聘一个6年 .NET5 研发经验的“高级”工程师,他想找人(委托)别人把这条招聘消息发出去。这样的HR很多,所以大家定义了一个通用的发消息规则:

public delegate string SendDelegate(string message);

  这就像一个接口的方法,没有实际的实现代码,只是定义了这个方法有一个string的参数和返回值。所有想发招聘消息的HR只要遵守这样的规则即可。

委托本质上是一个类,所以它可以被定义在其他类的内部或外部,根据实际引用关系考虑即可。本例单独定义在外部。

为HR定义了一个名为HR的类:

public class HR
{
public SendDelegate sendDelegate;
public void SendMessage(string msg)
{
sendDelegate(msg);
}
}

  HR有一个SendDelegate类型的成员,当它需要发送消息(SendMessage)的时候,只需要调用这个sendDelegate方法即可。而不需要实现这个方法,也不需要关心这个方法是怎么实现的。

当知道这个HR需要发送消息的时候,猎头张三接了这个帮忙招人的工作。猎头的类为Sender,他有一个用于发送消息的方法Send,该方法恰好符合众人定义的名为SendDelegate的发消息规则。这有点像实现了一个接口方法,但这里不要求方法名一致,只是要求方法的签名一致。

public class Sender
{
public Sender(string name)
{
this.senderName = name;
} private readonly string senderName;
public string Send(string message)
{
string serialNumber = Guid.NewGuid().ToString();
Console.WriteLine(senderName + " sending....");
Thread.Sleep();
Console.WriteLine("Sender: " + senderName + " , Content: " + message + ", Serial Number: " + serialNumber);
return serialNumber;
}
}

猎头帮助HR招人的逻辑如下:

public void Test()
{
//一个HR
HR hr = new HR(); //猎头张三来监听,听到HR发什么消息后立刻传播出去
Sender senderZS = new Sender("张三");
hr.sendDelegate = senderZS.Send; //HR递交消息
hr.SendMessage("Hello World");
}

猎头将自己的发消息方法“赋值”给了HR的SendDelegate方法,为什么可以“赋值”? 因为二者都遵守SendDelegate规则。 就像A和B两个变量都是int类型的时候,A可以赋值给B一样。

这就是一个简单的委托过程,HR将招人的工作委托给了猎头,自己不用去做招人的工作。

但经常一个招聘工作经常会有多个猎头接单,那就有了多播委托。

2. 多播委托

看一下下面的代码:

public void Test()
{
//一个HR
HR hr = new HR(); //猎头张三来监听,听到HR发什么消息后立刻传播出去
Sender senderZS = new Sender("张三");
hr.sendDelegate = senderZS.Send; //快嘴李四也来了
Sender senderLS = new Sender("李四");
hr.sendDelegate += senderLS.Send;
//HR递交消息
hr.SendMessage("Hello World");
}

与之前的代码改变不大, 只是添加了李四的方法绑定,这样HR发消息的时候,张三和李四都会发出招人的消息。

这里要注意李四绑定方法的时候,用的是+=而不是=,就像拼接字符串一样,是拼接而不是赋值,否则会覆盖掉之前张三的方法绑定。

对于第一个绑定的张三,可以用=号也可以用+=(记得之前好像第一个必须用=,实验了一下现在二者皆可)。

这同时也暴露了一些问题:

  • 如果后面的猎头接单的时候不小心(故意)用了=号, 那么最终前面的人的绑定都没有了,那么他将独占这个HR客户,HR发出的消息只有他能收到。
  • 可以偷偷的调用猎头的hr.sendDelegate
public void Test()
{
//一个HR
HR hr = new HR(); //大嘴张三来监听,听到HR发什么消息后立刻传播出去
Sender senderZS = new Sender("张三");
//hr.sendDelegate -= senderZS.Send; //即使未进行过+= 直接调用-=,也不会报错
hr.sendDelegate += senderZS.Send; //快嘴李四也来了
Sender senderLS = new Sender("李四");
hr.sendDelegate += senderLS.Send; //移除
//hr.sendDelegate -= senderZS.Send; //风险:注意上面用的符号是+=和-= 如果使用=,则是赋值操作,
//例如下面的语句会覆盖掉之前所有的绑定
//hr.sendDelegate = senderWW.Send; //HR递交消息
hr.SendMessage("Hello World"); //风险:可以偷偷的以HR的名义偷偷的发了一条消息 sendDelegate应该只能由HR调用
hr.sendDelegate("偷偷的发一条"); }

3. 通过方法避免风险

  很自然想到采用类似Get和Set的方式避免上面的问题。既然委托可以像变量一样赋值,那么也可以通过参数来传值,将一个方法作为参数传递。

    public class HRWithAddRemove
{
private SendDelegate sendDelegate; public void AddDelegate(SendDelegate sendDelegate)
{
this.sendDelegate += sendDelegate; //如果需要限制最多绑定一个,此处可以用=号
} public void RomoveDelegate(SendDelegate sendDelegate)
{
this.sendDelegate -= sendDelegate;
} public void SendMessage(string msg)
{
sendDelegate(msg);
}
}

经过改造后的HR,SendDelegate方法被设置为了private,之后只能通过Add和Remove的方法进行方法绑定。

4.模拟多播委托机制

通过上面委托的表现来看,委托就像是保存了一个相同方法名的集合 List<SendDelegate> ,可以向集合中添加或移除方法,当调用这个委托的时候,会逐一调用该集合中的各个方法。

例如下面的代码( 注意这里假设SendDelegate只对应一个方法 ):

public class HR1
{
public void Delegate(SendDelegate sendDelegate)
{
sendDelegateList = new List<SendDelegate> { sendDelegate }; //对应=
} public void AddDelegate(SendDelegate sendDelegate)
{
sendDelegateList.Add(sendDelegate); //对应+=
} public void RomoveDelegate(SendDelegate sendDelegate)
{
sendDelegateList.Remove(sendDelegate);//对应-=
} public List<SendDelegate> sendDelegateList; public void SendMessage(string msg)
{
foreach (var item in sendDelegateList)
{
item(msg);
}
}
}

二、C#1.0 引入事件

  1.简单事件

  如果既想使用-=和+=的方便,又想避免相关功能开闭的风险怎么办呢?可以使用事件:

    public class HRWithEvent
{
public event SendDelegate sendDelegate;
public void SendMessage(string msg)
{
sendDelegate(msg);
}
}

  只是将SendDelegate前面添加了一个event标识,虽然它被设置为public,但如下代码却会给出错误提示: 事件“HRWithEvent.sendDelegate”只能出现在 += 或 -= 的左边(从类型“HRWithEvent”中使用时除外)

 hr.sendDelegate = senderZS.Send;
hr.sendDelegate("偷偷的发一条");

  2.事件的访问器模式

  上文为委托定义了Add和Remove方法,而事件支持这样的访问器模式,例如如下代码:

    public class CustomerWithEventAddRemove
{
private event SendDelegate sendDelegate; public event SendDelegate SendDelegate
{
add { sendDelegate += value; }
remove { sendDelegate -= value; }
}
public void SendMessage(string msg)
{
sendDelegate(msg);
}
}

  可以像使用Get和Set方法一样,对事件的绑定与移除进行条件约束。

  3. 控制绑定事件的执行

  当多个委托被绑定到事件之后,如果想精确控制各个委托的运行怎么办,比如返回值(虽然经常为void)、异常处理等。

第一章第4节通过一个List<SendDelegate> 模拟了多播委托的绑定。 会想到如果真能循环调用一个个已绑定的委托,就可以精确的进行控制了。那么这里说一下这样的方法:

    public class HRWithEvent
{
public event SendDelegate sendDelegate;
public void SendMessage(string msg)
{
//sendDelegate(msg); 此处不再一次性调用所有
if (sendDelegate != null)
{
Delegate[] delegates = sendDelegate.GetInvocationList(); //获取所有已绑定的委托
foreach (var item in delegates)
{
((SendDelegate)item).Invoke(msg); //逐一调用
}
} }
}

  这里通过Invoke方法逐一调用各个Delegate,从而实现对每一个Delegate的调用的控制。若需要异步调用,则可以通过BeginInvoke方法实现(.NET Core之后不再支持此方法,后面会介绍。)

((SendDelegate)item).BeginInvoke(msg,null,null);

  4. 标准的事件写法

  .NET 事件委托的标准签名是:

void OnEventRaised(object sender, EventArgs args);

  返回类型为 void。 事件基于委托,而且是多播委托。 参数列表包含两种参数:发件人和事件参数。 sender 的编译时类型为 System.Object

  第二种参数通常是派生自 System.EventArgs 的类型(.NET Core 中已不强制要求继承自System.EventArgs,后面会说到)

  将上面的例子修改一下,改成标准写法,大概是下面代码的样子:

public class HRWithEventStandard
{
public delegate void SendEventHandler(object sender, SendMsgArgs e);
public event SendEventHandler Send;
public void SendMessage(string msg)
{
var arg = new SendMsgArgs(msg);
Send(this,arg); //arg.CancelRequested 为最后一个的值 因为覆盖
}
} public class SendMsgArgs : EventArgs
{
public readonly string Msg = string.Empty;
public bool CancelRequested { get; set; }
public SendMsgArgs(string msg)
{
this.Msg = msg;
}
}

三、随着C#版本改变

1. C#2.0 泛型委托

  C#2.0 的时候,随着泛型出现,支持了泛型委托,例如,在委托的签名中可以使用泛型,例如下面代码

public delegate string SendDelegate<T>(T message);

这样的委托适用于不同的参数类型,例如如下代码(注意使用的时候要对应具体的类型)

public delegate string SendDelegate<T>(T message);

public class HR1
{
public SendDelegate<string> sendDelegate1;
public SendDelegate<int> sendDelegate2;
public SendDelegate<DateTime> sendDelegate3;
} public static class Sender1
{
public static string Send1(string msg)
{
return "";
} public static string Send2(int msg)
{
return "";
}
} public class Test
{
public void TestDemo()
{
HR1 hr1 = new HR1();
hr1.sendDelegate1 = Sender1.Send1; // 注意使用的时候要对应具体的类型
hr1.sendDelegate2 = new SendDelegate<int>(Sender1.Send2);
hr1.sendDelegate3 = delegate (DateTime dateTime) { return dateTime.ToLongDateString(); }; }
}

2. C#2.0 delegate运算符

delegate 运算符创建一个可以转换为委托类型的匿名方法:

例如上例中这样的代码:

hr1.sendDelegate3 = delegate (DateTime dateTime) { return dateTime.ToLongDateString(); };

3. C#3.0 Lambda 表达式

从 C# 3 开始,lambda 表达式提供了一种更简洁和富有表现力的方式来创建匿名函数。 使用 => 运算符构造 lambda 表达式,

例如“delegate运算符”的例子可以简化为如下代码:

hr1.sendDelegate3 = (dateTime) => { return dateTime.ToLongDateString(); };

4.C#3,NET Framework3.5,Action 、Func、Predicate

Action 、Func、Predicate本质上是框架为我们预定义的委托,在上面的例子中,我们使用委托的时候,首先要定义一个委托类型,然后在实际使用的地方使用,而使用委托只要求方法名相同,在泛型委托出现之后,“定义委托”这一操作就显得越来越累赘,为此,系统为我们预定义了一系列的委托,我们只要使用即可。

例如Action的代码如下:

    public delegate void Action();
public delegate void Action<in T>(T obj);
public delegate void Action<in T1, in T2>(T1 arg1, T2 arg2);
public delegate void Action<in T1, in T2, in T3>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3);
public delegate void Action<in T1, in T2, in T3, in T4>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4);
public delegate void Action<in T1, in T2, in T3, in T4, in T5>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5);
public delegate void Action<in T1, in T2, in T3, in T4, in T5, in T6>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5, T6 arg6);
public delegate void Action<in T1, in T2, in T3, in T4, in T5, in T6, in T7>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5, T6 arg6, T7 arg7);
public delegate void Action<in T1, in T2, in T3, in T4, in T5, in T6, in T7, in T8>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5, T6 arg6, T7 arg7, T8 arg8);
public delegate void Action<in T1, in T2, in T3, in T4, in T5, in T6, in T7, in T8, in T9>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5, T6 arg6, T7 arg7, T8 arg8, T9 arg9);
public delegate void Action<in T1, in T2, in T3, in T4, in T5, in T6, in T7, in T8, in T9, in T10>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5, T6 arg6, T7 arg7, T8 arg8, T9 arg9, T10 arg10);
public delegate void Action<in T1, in T2, in T3, in T4, in T5, in T6, in T7, in T8, in T9, in T10, in T11>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5, T6 arg6, T7 arg7, T8 arg8, T9 arg9, T10 arg10, T11 arg11);
public delegate void Action<in T1, in T2, in T3, in T4, in T5, in T6, in T7, in T8, in T9, in T10, in T11, in T12>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5, T6 arg6, T7 arg7, T8 arg8, T9 arg9, T10 arg10, T11 arg11, T12 arg12);
public delegate void Action<in T1, in T2, in T3, in T4, in T5, in T6, in T7, in T8, in T9, in T10, in T11, in T12, in T13>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5, T6 arg6, T7 arg7, T8 arg8, T9 arg9, T10 arg10, T11 arg11, T12 arg12, T13 arg13);
public delegate void Action<in T1, in T2, in T3, in T4, in T5, in T6, in T7, in T8, in T9, in T10, in T11, in T12, in T13, in T14>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5, T6 arg6, T7 arg7, T8 arg8, T9 arg9, T10 arg10, T11 arg11, T12 arg12, T13 arg13, T14 arg14);
public delegate void Action<in T1, in T2, in T3, in T4, in T5, in T6, in T7, in T8, in T9, in T10, in T11, in T12, in T13, in T14, in T15>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5, T6 arg6, T7 arg7, T8 arg8, T9 arg9, T10 arg10, T11 arg11, T12 arg12, T13 arg13, T14 arg14, T15 arg15);
public delegate void Action<in T1, in T2, in T3, in T4, in T5, in T6, in T7, in T8, in T9, in T10, in T11, in T12, in T13, in T14, in T15, in T16>(T1 arg1, T2 arg2, T3 arg3, T4 arg4, T5 arg5, T6 arg6, T7 arg7, T8 arg8, T9 arg9, T10 arg10, T11 arg11, T12 arg12, T13 arg13, T14 arg14, T15 arg15, T16 arg16);

实际上定义了最多16个参数的无返回值的委托。

Func与此类似,是最多16个参数的有返回值的委托。Predicate则是固定一个参数以及bool类型返回值的委托。

public delegate bool Predicate<T>(T obj);

5. .NET Core 异步调用

第2.3节中,提示如下代码在.NET Core中已不支持

((SendDelegate)item).BeginInvoke(msg,null,null);

会抛出异常:

System.PlatformNotSupportedException:“Operation is not supported on this platform.”

需要异步调用的时候可以采用如下写法:

Task task = Task.Run(() => ((SendDelegate)item).Invoke(msg));

对应的 EndInvoke() 则改为: task.Wait();

5. .NET Core的 EventHandler<TEventArgs>

.NET Core 版本中,EventHandler<TEventArgs> 定义不再要求 TEventArgs 必须是派生自 System.EventArgs 的类, 使我们使用起来更为灵活。

例如我们可以有这样的写法:

EventHandler<string> SendNew

这在以前的版本中是不允许的。

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