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C# 委托,事件和Lambda表達(dá)式

  關(guān)于這個(gè)論題,Delegates, Events, and Lambda Expressions 對(duì)此有比較深入的分析,可以參考。C# vs C++之一:委托 vs 函數(shù)指針 比較了委托和C++指針的區(qū)別。

  .NET 中的委托確實(shí)和C/C++的函數(shù)指針非常相似。它是一個(gè)值類型,它包裝了一個(gè)指向方法的引用。它的作用也是為了能夠?qū)⒎椒ê妥兞恳粯幼鳛閰?shù)傳遞。委托的典型應(yīng)用是控件的事件處理方法。很顯然,一個(gè)控件在設(shè)計(jì)的時(shí)候沒有辦法知道當(dāng)特定事件發(fā)生的時(shí)候,需要什么方法來處理,這就需要將方法作為參數(shù)傳遞給控件。在LINQ中,也大量用到了委托。

  聲明一個(gè)委托要使用delegate關(guān)鍵字,如下:

delegate int Echo(string message);

  這句代碼聲明了一個(gè)委托類型,這個(gè)委托類型的實(shí)例可以接受參數(shù)為string,返回值為int型的函數(shù)。這個(gè)方法可以是對(duì)象的方法,也可以靜態(tài)方法,還可以是匿名方法,只要方法的簽名和返回值是和聲明一致的。這和C的函數(shù)指針很像,但是函數(shù)指針僅僅包含函數(shù)入口地址,而委托是一個(gè)類型,它具有比函數(shù)指針更強(qiáng)的功能。其中一點(diǎn)就是當(dāng)方法是實(shí)例方法的時(shí)候,這個(gè)方法可以獲得對(duì)象的其他變量的值,文首的第二篇文章對(duì)此有詳細(xì)介紹,不再贅述。第二點(diǎn)就是委托是支持多播的,也就是一串方法可以可以依次被執(zhí)行。例如:

static int EchoOriginal(string message)
{
Console.WriteLine(message);
return 1;
}

static int EchoReverse(string message)
{
StringBuilder sb=new StringBuilder();
for(int i=message.Length-1;i>=0;i--)
sb.Append(message[i]);
Console.WriteLine(sb.ToString());
return -1;
}

static void Main(string[] args)
{
Echo eo = EchoOriginal;
Echo er = EchoReverse;
Echo all = eo + er;
eo("Hello world");
int i=all("Hello Delegate");
Console.WriteLine(i);
}

  我們定義兩個(gè)方法,這兩個(gè)方法都符合Echo的聲明,最后Echo的all實(shí)例可以接受兩個(gè)委托,調(diào)用all的時(shí)候,eo,er會(huì)被一次釣魚,返回值是最后一個(gè)委托的返回值。程序的輸出是:

  Hello world
  Hello Delegate
  etageleD olleH
  -1

  事實(shí)上,方法并不需要和委托聲明類型的簽名完全一致,.NET允許方法的返回值是繼承自聲明的返回值的類型,方法的參數(shù)類型是聲明的參數(shù)的父類型。這就是Covariance and Contravariance in Delegates.

  .NET的事件機(jī)制是以委托為基礎(chǔ)的。事件機(jī)制有兩部分組成,一部分是事件發(fā)布者,一部分是事件響應(yīng)者。其實(shí)現(xiàn)原理就是由事件發(fā)布者聲明一個(gè)委托對(duì)象,由事件響應(yīng)者向那個(gè)委托掛載具體的處理方法,事件發(fā)布者在需要的時(shí)候調(diào)用這個(gè)委托,這樣響應(yīng)者的代碼就會(huì)被執(zhí)行。事實(shí)上,.NET也是這么做的。C#的event關(guān)鍵字就僅僅做了少量的工作,其中包括為類生成一個(gè)私有的delegate. event所支持的委托是有限制的委托,它的返回值必須是void,參數(shù)是兩個(gè),第一個(gè)是事件發(fā)生者,第二個(gè)參數(shù)是事件需要攜帶的參數(shù)。最簡(jiǎn)單的事件處理委托.NET已經(jīng)聲明了:

 public delegate void EventHandler(
Object sender, EventArgs e )

  聲明事件的基本方式是 event 委托類型事件名稱;

  舉個(gè)例子,有這樣的類,每當(dāng)找到一個(gè)奇數(shù),他就會(huì)觸發(fā)一個(gè)事件。我們的程序在接到這個(gè)事件的時(shí)候在屏幕輸出一個(gè)提示。類的代碼可以這樣實(shí)現(xiàn):

public class OddFinder
{
public event EventHandler FindOdd;

public void Find(int from, int to)
{
for (int i = from; i <= to; i++)
{
if (i % 2 != 0)
if (FindOdd != null)
FindOdd(this, EventArgs.Empty);
}
}
}

  這個(gè)類很簡(jiǎn)單,展示了發(fā)起事件的基本方法。首先聲明一個(gè)事件,指明這個(gè)事件處理函數(shù)的委托類型。在需要觸發(fā)事件的時(shí)候,首先判斷是否有事件處理函數(shù)掛載,然后調(diào)用這個(gè)委托即可。外部處理程序把事件處理程序掛載上去:

static void Main(string[] args)
{
OddFinder f = new OddFinder();
f.FindOdd += new EventHandler(f_FindOdd);
f.Find(1, 5);
}

static void f_FindOdd(object sender, EventArgs e)
{
Console.WriteLine("Found!");
}

  這樣程序運(yùn)行后,就會(huì)在屏幕上輸出3次Found!。如果需要在觸發(fā)事件的時(shí)候,傳遞更多的信息給事件處理函數(shù),比如當(dāng)前找到的奇數(shù)是多少,那么就需要新建一個(gè)類繼承自EventArgs,在這個(gè)類中可以添加一些需要的數(shù)據(jù)。 再聲明一個(gè)委托,第二個(gè)參數(shù)為EventArgs類型即可。

  以上是基本的委托和事件的介紹,自.NET 1.0開始就是如此,.NET 2.0 引入了匿名方法,可以簡(jiǎn)化委托的某些操作。例如:

f.FindOdd += delegate(object sender, EventArgs e)
{
Console.WriteLine("Found!");
};

  匿名方法使用delegate關(guān)鍵字加上參數(shù)表,最后是代碼塊來定義。它可以作為委托賦值給委托類型。它可以省去單獨(dú)定義一個(gè)方法的麻煩。

  .NET 3.0之后引入了Lambda表達(dá)式,它進(jìn)一步簡(jiǎn)化了匿名方法的寫法,使得在C#中,把函數(shù)作為參數(shù)傳遞變得更加簡(jiǎn)單自然,從而C#變得更加具有函數(shù)式語言的味道。關(guān)于函數(shù)式語言的進(jìn)一步介紹,可以參考:Functional Programming Languages 。 函數(shù)式語言的理論基礎(chǔ)是Lambda Calulus,關(guān)于此可以參考A Tutorial Introduction to the Lambda Calculus

  Lambda表達(dá)式本質(zhì)上還是匿名方法,它的一般形式是:(input parameters) => expression

  左側(cè)是參數(shù)列表,=>右側(cè)是方法體,可以是一個(gè)表達(dá)式(expression lambda),也可以是大括號(hào)括起來的語句段(statement lambda)。它省略了delegate關(guān)鍵字,使得代碼更加緊湊。例如:

n=>n%2==0;        
        

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