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C#语言入门详解（19）委托详解

news 2025/9/17 6:52:59

C#语言入门详解（19）委托详解

  • 一、什么是委托
  • 二、委托的声明（自定义委托）
  • 三、委托的使用
  • 四、委托的高级使用

内容来自刘铁猛C#语言入门详解课程。
参考文档：CSharp language specification 5.0 中文版
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一、什么是委托

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  • C 语言通过声明函数指针来实现间接调用：
#include <stdio.h>
//声明有两个 int 形参返回类型为 int 的函数指针类型
typedef int(*Calc)(int a, int b);
int Add(int a, int b)
{int result = a+ b;return result;
}
int Sub(int a, int b)
{int result = a-b,return result;
}int main()
{int x=100int y=200;int z =0;//通过函数指针间接调用函数地址Calc funcPoint1 = &Add;Calc funcPoint2 = &Sub;z=funcPoint1(x, y);printf("%d+%d=%d\n", x, y, z):z = funcPoint2(x, y);printf("%d-%d=%d\n", x,y, z):system("pause");return O;
}
  • Java 语言由 C++ 发展而来，为了提高应用安全性，Java 语言禁止程序员直接访问内存地址。即 Java 语言把 C++ 中所有与指针相关的内容都舍弃掉了。C#同样由 C++ 发展而来，但通过委托保留了函数指针相对应的功能。
  • Action/Func是 C# 内置的 无/有 返回值委托实例，有很多重载以方便使用。
class Program
{static void Main(string[] args){var calculator = new Calculator();// Action 用于无形参无返回值的方法。Action action = new Action(calculator.Report);calculator.Report();action.Invoke();// 模仿函数指针的简略写法。action();Func<int, int, int> func1 = new Func<int, int, int>(calculator.Add);Func<int, int, int> func2 = new Func<int, int, int>(calculator.Sub);int x = 100;int y = 200;int z = 0;z = func1.Invoke(x, y);Console.WriteLine(z);z = func2.Invoke(x, y);Console.WriteLine(z);// Func 也有简略写法。z = func1(x, y);Console.WriteLine(z);z = func2(x, y);Console.WriteLine(z);}
}class Calculator
{public void Report(){Console.WriteLine("I have 3 methods.");}public int Add(int a, int b){return a + b;}public int Sub(int a, int b){return a - b;}
}

二、委托的声明（自定义委托）

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  • 委托是一种类
static void Main(string[] args)
{Type t = typeof(Action);Console.WriteLine(t.IsClass);
}

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  • 委托是类，所以声明位置是和 class 处于同一个级别。但 C# 允许嵌套声明类（一个类里面可以声明另一个类），所以有时也会有 delegate 在 class 内部声明的情况。
public delegate double Calc(double x, double y);class Program
{static void Main(string[] args){Calculator calculator = new Calculator();Calc calc1 = new Calc(calculator.Add);Calc calc2 = new Calc(calculator.Sub);Calc calc3 = new Calc(calculator.Mul);Calc calc4 = new Calc(calculator.Div);double a = 200;double b = 100;double c = 0;c = calc1.invoke(a, b);Console.WriteLine(c);c = calc2.invoke(a, b);Console.WriteLine(c);c = calc3.invoke(a, b);Console.WriteLine(c);c = calc4(a, b);Console.WriteLine(c);}
}class Calculator
{public double Add(double x, double y){return x + y;}public double Sub(double x, double y){return x - y;}public double Mul(double x, double y){return x * y;}public double Div(double x, double y){return x / y;}
}

三、委托的使用

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  • 利用模板方法，提高代码复用性。 下例中 Product、Box、WrapFactory 都不用修改，只需要在 ProductFactory 里面新增不同的 MakeXXX 然后作为委托传入 WrapProduct 就可以对其进行包装。
  • Reuse，重复使用，也叫“复用”。代码的复用不但可以提高工作效率，还可以减少 bug 的引入。
class Program
{static void Main(string[] args){ProductFactory productFactory = new ProductFactory();WrapFactory wrapFactory = new WrapFactory();Func<Product> func1 = new Func<Product>(productFactory.MakePizza);Func<Product> func2 = new Func<Product>(productFactory.MakeToyCar);Box box1 = wrapFactory.WrapProduct(func1);Box box2 = wrapFactory.WrapProduct(func2);Console.WriteLine(box1.Product.Name);Console.WriteLine(box2.Product.Name);}
}class Product
{public string Name { get; set; }
}class Box
{public Product Product { get; set; }
}class WrapFactory
{// 模板方法，提高复用性public Box WrapProduct(Func<Product> getProduct){var box = new Box();Product product = getProduct.Invoke();box.Product = product;return box;}
}class ProductFactory
{public Product MakePizza(){Product product = new Product();product.Name = "Pizza";return product;}public Product MakeToyCar(){Product product = new Product();product.Name = "Toy Car";return product;}
}
  • 回调方法。回调方法是通过委托类型参数传入主调方法的被调用方法，主调方法根据自己的逻辑决定是否调用这个方法。
class Program
{static void Main(string[] args){var productFactory = new ProductFactory();// Func 前面是传入参数，最后一个是返回值，所以此处以 Product 为返回值Func<Product> func1 = new Func<Product>(productFactory.MakePizza);Func<Product> func2 = new Func<Product>(productFactory.MakeToyCar);var wrapFactory = new WrapFactory();var logger = new Logger();// Action 只有传入参数，所以此处以 Product 为参数Action<Product> log = new Action<Product>(logger.Log);Box box1 = wrapFactory.WrapProduct(func1, log);Box box2 = wrapFactory.WrapProduct(func2, log);Console.WriteLine(box1.Product.Name);Console.WriteLine(box2.Product.Name);}
}class Logger
{public void Log(Product product){// Now 是带时区的时间，存储到数据库应该用不带时区的时间 UtcNow。Console.WriteLine("Product '{0}' created at {1}.Price is {2}", product.Name, DateTime.UtcNow, product.Price);}
}class Product
{public string Name { get; set; }public double Price { get; set; }
}class Box
{public Product Product { get; set; }
}class WrapFactory
{// 模板方法，提高复用性public Box WrapProduct(Func<Product> getProduct, Action<Product> logCallBack){var box = new Box();Product product = getProduct.Invoke();// 只 log 价格高于 50 的if (product.Price >= 50){logCallBack(product);}box.Product = product;return box;}
}class ProductFactory
{public Product MakePizza(){var product = new Product{Name = "Pizza",Price = 12};return product;}public Product MakeToyCar(){var product = new Product{Name = "Toy Car",Price = 100};return product;}
}
  • 注意委托滥用
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四、委托的高级使用

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  • 直接同步调用与间接同步调用
using System;
using System.Threading;namespace DelegateExample
{class Program{static void Main(string[] args){var stu1 = new Student { ID = 1, PenColor = ConsoleColor.Yellow };var stu2 = new Student { ID = 2, PenColor = ConsoleColor.Green };var stu3 = new Student { ID = 3, PenColor = ConsoleColor.Red };// 直接同步调用//stu1.DoHomework();//stu2.DoHomework();//stu3.DoHomework();var action1 = new Action(stu1.DoHomework);var action2 = new Action(stu2.DoHomework);var action3 = new Action(stu3.DoHomework);// 间接同步调用//action1.Invoke();//action2.Invoke();//action3.Invoke();// 多播委托，间接同步调用action1 += action2;action1 += action3;action1.Invoke();// 主线程模拟在做某些事情。for (var i = 0; i < 10; i++){Console.ForegroundColor=ConsoleColor.Cyan;Console.WriteLine("Main thread {0}",i);Thread.Sleep(1000);}}}class Student{public int ID { get; set; }public ConsoleColor PenColor { get; set; }public void DoHomework(){for (int i = 0; i < 5; i++){Console.ForegroundColor = PenColor;Console.WriteLine("Student {0} doing homework {1} hour(s)", ID, i);Thread.Sleep(1000);}}}
}

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  • 使用委托隐式异步调用 BeginInvoke
using System;
using System.Threading;namespace DelegateExample
{class Program{static void Main(string[] args){var stu1 = new Student { ID = 1, PenColor = ConsoleColor.Yellow };var stu2 = new Student { ID = 2, PenColor = ConsoleColor.Green };var stu3 = new Student { ID = 3, PenColor = ConsoleColor.Red };var action1 = new Action(stu1.DoHomework);var action2 = new Action(stu2.DoHomework);var action3 = new Action(stu3.DoHomework);// 使用委托进行隐式异步调用。// BeginInvoke 自动生成分支线程，并在分支线程内调用方法。action1.BeginInvoke(null, null);action2.BeginInvoke(null, null);action3.BeginInvoke(null, null);// 主线程模拟在做某些事情。for (var i = 0; i < 10; i++){Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Cyan;Console.WriteLine("Main thread {0}",i);Thread.Sleep(1000);}}}class Student{public int ID { get; set; }public ConsoleColor PenColor { get; set; }public void DoHomework(){for (int i = 0; i < 5; i++){Console.ForegroundColor = PenColor;Console.WriteLine("Student {0} doing homework {1} hour(s)", ID, i);Thread.Sleep(1000);}}}
}

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  • 使用 Thread 与 Task 进行X显式异步调用
using System;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;namespace DelegateExample
{class Program{static void Main(string[] args){var stu1 = new Student { ID = 1, PenColor = ConsoleColor.Yellow };var stu2 = new Student { ID = 2, PenColor = ConsoleColor.Green };var stu3 = new Student { ID = 3, PenColor = ConsoleColor.Red };// 老的显式异步调用方式 Thread//var thread1 = new Thread(new ThreadStart(stu1.DoHomework));//var thread2 = new Thread(new ThreadStart(stu2.DoHomework));//var thread3 = new Thread(new ThreadStart(stu3.DoHomework));//thread1.Start();//thread2.Start();//thread3.Start();// 使用 Taskvar task1 = new Task(new Action(stu1.DoHomework));var task2 = new Task(new Action(stu2.DoHomework));var task3 = new Task(new Action(stu3.DoHomework));task1.Start();task2.Start();task3.Start();// 主线程模拟在做某些事情。for (var i = 0; i < 10; i++){Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Cyan;Console.WriteLine("Main thread {0}", i);Thread.Sleep(1000);}}}class Student{public int ID { get; set; }public ConsoleColor PenColor { get; set; }public void DoHomework(){for (int i = 0; i < 5; i++){Console.ForegroundColor = PenColor;Console.WriteLine("Student {0} doing homework {1} hour(s)", ID, i);Thread.Sleep(1000);}}}
}

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  • 适时地使用接口（interface）取代委托。Java 完全使用接口取代了委托功能，以前面的模板方法举列，通过接口也能实现方法的可替换。
using System;namespace DelegateExample
{class Program{static void Main(string[] args){IProductFactory pizzaFactory = new PizzaFactory();IProductFactory toyCarFactory = new ToyCarFactory();var wrapFactory = new WrapFactory();Box box1 = wrapFactory.WrapProduct(pizzaFactory);Box box2 = wrapFactory.WrapProduct(toyCarFactory);Console.WriteLine(box1.Product.Name);Console.WriteLine(box2.Product.Name);}}interface IProductFactory{Product Make();}class PizzaFactory : IProductFactory{public Product Make(){var product = new Product();product.Name = "Pizza";return product;}}class ToyCarFactory : IProductFactory{public Product Make(){var product = new Product();product.Name = "Toy Car";return product;}}class Product{public string Name { get; set; }}class Box{public Product Product { get; set; }}class WrapFactory{// 模板方法，提高复用性public Box WrapProduct(IProductFactory productFactory){var box = new Box();Product product = productFactory.Make();box.Product = product;return box;}}
}

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