C# 委托详解

前言

  1. 今天去面试的时候,面试官问到C#中委托和事件的使用,以及你在游戏中会怎么使用它们。这个问题给了我一个启发:在学习新的技术点时,一定要多考虑该如何具体使用它们,而不是一味的学习知识点,正所谓:学以致用

  2. 当然由于我的水平有限,一些观点可能存在错误,非常欢迎大家可以指正我的错误。

知识点:

  1. C# 中的委托(Delegate)类似于 C 或 C++ 中函数指针。我觉得这句话可以帮助我们透彻简炼地理解委托:说白了委托就是一个封装成类的函数指针,这个类可以实例化并且实例可以添加和删除指针。
  2. 回调函数:函数指针作为某个函数的参数时,其就可以被称为回调函数。
  3. C#中的事件是用委托实现的。(事件监听:监听委托(指针)是否为空,若不为空触发事件?)
    下面我们来看委托和事件:

C# 中的委托(Delegate)类似于 C 或 C++ 中函数的指针。委托(Delegate) 是存有对某个方法的引用的一种引用类型变量。引用可在运行时被改变。
委托(Delegate)特别用于实现事件和回调方法。所有的委托(Delegate)都派生自 System.Delegate 类。

C# 事件(Event)
事件(Event) 基本上说是一个用户操作,如按键、点击、鼠标移动等等,或者是一些出现,如系统生成的通知。应用程序需要在事件发生时响应事件。例如,中断。事件是用于进程间通信。

  1. 通过事件使用委托
    事件在类中声明且生成,且通过使用同一个类或其他类中的委托与事件处理程序关联。包含事件的类用于发布事件。这被称为 发布器(publisher) 类。其他接受该事件的类被称为 订阅器(subscriber) 类。事件使用 发布-订阅(publisher-subscriber) 模型。
    发布器(publisher) 是一个包含事件和委托定义的对象。事件和委托之间的联系也定义在这个对象中。发布器(publisher)类的对象调用这个事件,并通知其他的对象。
    订阅器(subscriber) 是一个接受事件并提供事件处理程序的对象。在发布器(publisher)类中的委托调用订阅器(subscriber)类中的方法(事件处理程序)。

  2. 声明事件(Event)
    在类的内部声明事件,首先必须声明该事件的委托类型。例如:
    public delegate void BoilerLogHandler(string status);
    然后,声明事件本身,使用 event 关键字
    // 基于上面的委托定义事件
    public event BoilerLogHandler BoilerEventLog;
    上面的代码定义了一个名为 BoilerLogHandler 的委托和一个名为 BoilerEventLog 的事件,该事件在生成的时候会调用委托。

// -----------------------------1-------------------------------
// 函数指针的实例
#include <stdio.h>

int max(int x, int y)
{
    return x > y ? x : y;
}

int main(void)
{
    /* p 是函数指针 */
    int (* p)(int, int) = & max; // &可以省略
    int a, b, c, d;

    printf("请输入三个数字:");
    scanf("%d %d %d", & a, & b, & c);

    /* 与直接调用函数等价,d = max(max(a, b), c) */
    d = p(p(a, b), c); 

    printf("最大的数字是: %d\n", d);

    return 0;
}

// --------------------- 2 --------------------------------
// 回调函数的实例
#include <stdlib.h>  
#include <stdio.h>

// 回调函数
void populate_array(int *array, size_t arraySize, int (*getNextValue)(void))
{
    for (size_t i=0; i<arraySize; i++)
        array[i] = getNextValue();
}

// 获取随机值
int getNextRandomValue(void)
{
    return rand();
}

int main(void)
{
    int myarray[10];
    populate_array(myarray, 10, getNextRandomValue);
    for(int i = 0; i < 10; i++) {
        printf("%d ", myarray[i]);
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

// -------------------------------------3---------------------------
// 事件
using System;
namespace SimpleEvent
{
  using System;
  /***********发布器类***********/
  public class EventTest
  {
    private int value;

    public delegate void NumManipulationHandler(); // 一个委托类型
    public event NumManipulationHandler ChangeNum; // 使用上述委托实现的事件

    protected virtual void OnNumChanged() // OnXXX 像不像android开发中的监听?
    {
      if ( ChangeNum != null )
      {
        ChangeNum(); /* 事件被触发 */
      }else {
        Console.WriteLine( "event not fire" );
        Console.ReadKey(); /* 回车继续 */
      }
    }


    public EventTest()
    {
      int n = 5;
      SetValue( n );
    }


    public void SetValue( int n )
    {
      if ( value != n )
      {
        value = n;
        OnNumChanged();
      }
    }
  }


  /***********订阅器类***********/

  public class subscribEvent
  {
    public void printf()
    {
      Console.WriteLine( "event fire" );
      Console.ReadKey(); /* 回车继续 */
    }
  }

  /***********触发***********/
  public class MainClass
  {
    public static void Main()
    {
      EventTest e = new EventTest(); /* 实例化对象,第一次没有触发事件 */
      subscribEvent v = new subscribEvent(); /* 实例化对象 */
      e.ChangeNum += new EventTest.NumManipulationHandler( v.printf ); /* 注册 */
      // 上边语句,运行时注册,像不像多态?
      e.SetValue( 7 );
      e.SetValue( 11 );
    }
  }
}

//-----------------------------------------4---------------------------------
// 这个例子是引用3书中的例子
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;

namespace Example_17_2_ _ _ _Delegates_and_Events
{
    // a class to hold the information about the event
    // in this case it will hold only information
    // available in the clock class, but could hold
    // additional state information
    public class TimeInfoEventArgs : EventArgs
    {
        public int hour;
        public int minute;
        public int second;

        public TimeInfoEventArgs(int hour, int minute, int second)
        {
            this.hour = hour;
            this.minute = minute;
            this.second = second;
        }
    }

    // The publisher: the class that other classes
    // will observe. This class publishes one delegate:
    // SecondChangeHandler.
    public class Clock
    {
        private int hour;
        private int minute;
        private int second;

        // the delegate the subscribers must implement
        public delegate void SecondChangeHandler(object clock, 
                             TimeInfoEventArgs timeInformation);

        // an instance of the delegate
        public SecondChangeHandler SecondChanged;

        // set the clock running
        // it will raise an event for each new second
        // 事件监听/事件触发条件
        public void Run( )
        {
            for (; ; )
            {
                // sleep 100 milliseconds
                Thread.Sleep(100);
                // get the current time
                System.DateTime dt = System.DateTime.Now;
                // if the second has changed
                // notify the subscribers
                if (dt.Second != second)
                {
                    // create the TimeInfoEventArgs object
                    // to pass to the subscriber
                    TimeInfoEventArgs timeInformation = 
                         new TimeInfoEventArgs(dt.Hour, dt.Minute, dt.Second);

                    // if anyone has subscribed, notify them
                    if (SecondChanged != null)
                    {
                        SecondChanged(this, timeInformation);
                    }
                }

                // update the state
                this.second = dt.Second;
                this.minute = dt.Minute;
                this.hour = dt.Hour;
            }
        }
    }

    // A subscriber: DisplayClock subscribes to the
    // clock's events. The job of DisplayClock is
    // to display the current time
    public class DisplayClock
    {
        // given a clock, subscribe to
        // its SecondChangeHandler event 
        // 订阅
        public void Subscribe(Clock theClock)
        {
            theClock.SecondChanged += 
                 new Clock.SecondChangeHandler(TimeHasChanged);
        }

        // the method that implements the
        // delegated functionality
        public void TimeHasChanged(object theClock, TimeInfoEventArgs ti)
        {
            Console.WriteLine("Current Time: {0}:{1}:{2}", 
              ti.hour.ToString( ), ti.minute.ToString( ), ti.second.ToString( ));
        }
    }
    // a second subscriber whose job is to write to a file
    public class LogCurrentTime
    {
        // 订阅
        public void Subscribe(Clock theClock)
        {
            theClock.SecondChanged += 
                  new Clock.SecondChangeHandler(WriteLogEntry);
        }

        // this method should write to a file
        // we write to the console to see the effect
        // this object keeps no state
        public void WriteLogEntry(object theClock, TimeInfoEventArgs ti)
        {
            Console.WriteLine("Logging to file: {0}:{1}:{2}", 
               ti.hour.ToString( ), ti.minute.ToString( ), ti.second.ToString( ));
        }
    }

    public class Tester
    {
        public void Run( )
        {
            // create a new clock
            Clock theClock = new Clock( );

            // create the display and tell it to
            // subscribe to the clock just created
            DisplayClock dc = new DisplayClock( );
            dc.Subscribe(theClock);

            // create a Log object and tell it
            // to subscribe to the clock
            LogCurrentTime lct = new LogCurrentTime( );
            lct.Subscribe(theClock);

            // Get the clock started
            theClock.Run( );
        }
    }

    public class Program
    {
        public static void Main( )
        {
            Tester t = new Tester( );
            t.Run( );
        }
    }
}

总结

在面试的时候,面试官让我思考如何在自己完成的项目中使用委托。虽然在提示下,我也答出了一些,但思路不是很简练明晰。
Q:如果想给牧师添加一些其他类中实现的特效?
A:
1. 使用委托。我可以在牧师类中定义一个委托类,然后声明一个委托实例。这样在场景控制器中,通过向委托实例中添加具有相同签名的特效函数,这样我就可以调用牧师的特效监听函数,当事件被触发后,监听函数中可以调用其他类中实现的特效函数。而且这样做,避免了硬编码,你可以在运行时调用不同的特效。
2. 使用接口。对接口编程不对实现编程。我也可以在牧师类中声明一个接口实例,然后在战斗子系统中,针对玩家状态,给接口引用不同的特效,然后调用牧师的特效展示方法,在牧师自身的特效展示方法中,调用引用的特效方法。

订阅发布模式的另类记忆:
A对X:我把身家性命交给你了,有事通知我/有事随便用
B对X:我把身家性命交给你了,有事通知我/有事随便用
事情来了….
X:使用A的身家性命,使用B的身家性命。

那么…另外一个问题来了:啥时候用委托?啥时候用接口呢?具体MSDN上有,长长的一篇文章。

引用:

[1]函数指针和回调函数:菜鸟论坛
[2]委托事件:菜鸟论坛
[3]Delegates and Events: MSDN上推荐的书里的一个章节,国外书中有很多有趣的类比例子。里边还讲到了匿名函数和lambda表达式在委托和事件中的应用。

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