委托是什么
在C语言中,有一个函数指针的概念:
returnType (*func)(T1, T2...)
在这样一个语句中,我们定义了指向返回类型是returnType,参数为T1,T2...的函数的指针func,func实质上是一个指向函数对应内存地址的指针。
C#中的委托和函数指针概念很相近,它可以被理解为是.NET中类型安全的函数指针。委托允许我们在运行时指定调用的方法,但是该方法必须符合一定的规范(与所定义委托的返回类型和参数相同)。
实际上,.NET是在C语言函数指针的基础上为函数添加了一个容器(本文中的委托),只有符合这个容器尺寸(返回值,参数列表相同)的函数才能被装进这个容器。在Runtime,.NET会通过调用 容器代码来达成C语言中直接调用函数指针的目的。这也是委托为什么是类型安全的原因。
有趣的是,委托只检查传入函数的返回值和参数,并不关注传入函数是实例方法还是静态方法,它能接收这两种函数类型。
委托的使用
1.声明
在使用委托之前,我们首先需要声明它。
委托在定义时和关键字的使用方法类似,我们只需要在声明函数的语句前面加一个delegate,就把这个语句变成了委托声明语句,比如:
delegate double TwoLongsOp(long first, long second);
定义了一个输入两个long参数,返回一个double值的委托 TwoLongsOp。
2.使用
要想使用委托,我们还需要定义一个满足如上输入输出的函数,比如:
class MathOperations{
double static TwoLongsAdd( long first, long second){
return first + second;
}
}
这里定义一个静态方法,然后,定义一个委托实例:
TwoLongsOp addOp = MathOperations.TwoLongsAdd;
这样就完成了一个委托的初始化,addOp现在是一个引用MathOperations类中静态方法TwoLongsAdd,我们可以在代码中使用这个委托调用TwoLongsAdd方法了:
static invokeDelegate(TwoLongsOp op, double first, double second){
Console.WriteLine($"LoingOperation Result is : {0}", op(first, second));
}
invokeDelegate(addOp, 1.0, 2.0);
以上代码的运行结果是“LoingOperation Result is : 3.0 ”
3.Action<T> 和 Func <T>
这是C#的语法糖,它们的作用在于更简洁地声明和使用委托,节约代码空间和程序员时间。使用它们,我们就可以省去之前的声明和赋值步骤了:
static invokeDelegate(Func<double, double,. double> op , double first, doube second){
Console.WriteLine($"LoingOperation Result is : {0}", op(first, second));
}
invokeDelegate(MathOperat ions.TwoLongsAdd, 1.0, 2.0);
这段代码和以上的三段加在一起实现的功能是等价的,这让委托的语法变得更简洁了。
4.多播委托
和函数指针显著不同的一点是,.NET允许我们包含多个函数调用,只需要调用一个委托,就可以一次执行这个委托中包含的所有方法,我们称这个特性为多播委托。
需要注意的是,多播委托引用的函数的返回类型必须是void,否则,我们只能得到最后一个函数调用结果。具体的例子可以参考C#高级编程或者是msdn文档。
委托的实现
事实上,当我们声明一个委托时,实际上定义了一个新类,一个派生于System.MulticastDelegate 的类,而System.MulticastDelegate 又派生于System.Delegate。这两个类很有意思,.NET能够创建派生于它们的类,程序员不能手动创建它们。如果你尝试手动继承一个Delegate或者MulticastDelegate类,会看到这样的错误信息:
Error CS0644:'XXXXClass' cannot derive from special class 'MulticastDelegate'
Delegate 和 MulticastDelegate被.NET定义为特殊类,我们无法创建一个派生自特殊类的自定义类。
观察C#的源码(http://source.roslyn.codeplex.com/#Microsoft.CodeAnalysis/SpecialType.cs,5b11a29d644330dc),我们可以发现,微软用一个enum类型SpecialType直接hardcode了所有的特殊类,实现方式相当巨硬。。。