第十七章 委托
2013-02-27
回调函数
17.1 初识委托
17.2 协变性和逆变性
17.4 委托揭秘
17.5 用委托回调许多方法（委托链
17.6 委托定义太多（泛型委托
17.7 C#为委托提供简单语法
17.7.1 简化语法1：不需要构造委托对象
17.7.2 简化语法2：不需要回调方法
参考
ToDo: 写一个委托简单实例
回调函数是一种非常有用的机制。
回调函数【1】 ：回调函数就是一个通过函数指针调用的函数。如果你把函数的指针（地址）作为参数传递给另一个函数，当这个指针被用为调用它所指向的函数时，我们就说这是回调函数。回调函数不是由该函数的实现方直接调用，而是在特定的事件或条件发生时由另外的一方调用的，用于对该事件或条件进行响应。
回调函数实现的机制是【1】:
（1） 定义一个回调函数；
（2） 提供函数实现的一方在初始化的时候，将回调函数的函数指针注册给调用者；
（3） 当特定的事件或条件发生的时候，调用者使用函数指针调用回调函数对事件进行处理。
为什么要使用回调函数：
因为可以把调用者与被调用者分开，所以调用者不关心谁是被调用者。它只需知道存在一个具有特定原型和限制条件的被调用函数。
17.1 初识委托
在Microsft Window中，窗口过程、钩子过程和异步调用过程等都需要回调函数。在.Net Framework中，回调方法更是广泛。委托是.Net Framework提供的一种类型安全的回调函数机制。
17.2 协变性和逆变性
1 delegate object MyCallback(FileStream s); 2 string SomeMethod(Stream s);
将一个方法绑定到委托时，C#和CLR都允许引用类型的协变性（covariance）和逆变性（contravariance）。
协变性：指方法能返回从委托的返回类型派生的一个类型。
逆变性：值方法获取的参数可以是委托参数的基类。
注意：协变性与逆变性只能用于引用类型，不能用于值类型或void。
协变性与逆变性扩展：[翻译]协变性与逆变性FAQ
17.4 委托揭秘
从表面看委托使用起来很方便：
（1） 创建一个与方法具有相同特征（返回值，方法名，方法签名）的委托类型
（2） 用new创建一个委托实例
（3） 把委托实例看成相应方法，调用之
1 using System; 2 namespace SimpleDelegate 3 { 4 class Program 5 { 6 static void Main(string[] args) 7 { 8 Grade m = new Grade(); 9 //（2）用new创建一个委托实例 10 Feedback f1 = new Feedback(m.Pass); 11 Feedback f2 = new Feedback(Grade.sPass); 12 13 //（3）把委托实例看成相应方法，调用之 14 f1(60); 15 f2(60); 16 Console.Read(); 17 } 18 } 19 20 //（1）创建一个与方法具有相同特征（返回值，方法名，方法签名）的委托类型 21 internal delegate void Feedback(int i); 22 23 class Grade 24 { 25 //（1）创建一个与方法具有相同特征（返回值，方法名，方法签名）的委托类型 26 public void Pass(int i) 27 { 28 if (i >= 60) Console.WriteLine("Pass"); 29 else Console.WriteLine("Failed"); 30 } 31 32 public static void sPass(int i) 33 { 34 if (i >= 60) Console.WriteLine("Pass"); 35 else Console.WriteLine("Failed"); 36 } 37 } 38 }
实际上，CLR做了大量工作隐藏其复杂性，看一下代码：
delegate void Feedback(int value);
通过工具看ILDASM和Reflector，可以看到一个完整的类：
1 class Feeback : System.MulticastDelegate 2 { 3 //构造器 4 public Feedback(object @object, IntPtr method); 5 //这个方法跟源代码指定原型一样 6 public virtual void Invoke(int value); 7 //以下方法实现对回调方法的异步回调 8 public virtual IAsyncResult BeginInvoke(int value, AsyncCallback callback, object @object); 9 public virtual void EndInvoke(IAsyncResult result); 10 }
表1 MulticastDelegate的3个重要的非公共字段
|
字段名称 |
字段类型 |
描述 |
|
_target |
System.Object |
该字段指明委托所调用的方法所在的实例类型。如果委托调用的为静态方法，该字段为null；如果为实例方法则为该方法所在的对象。 |
|
_methodPtr |
System.IntPtr |
标识回调方法的指针。 |
|
_invocationList |
System.Object |
在构建委托链时指向一个委托数组，在委托刚刚构建时通常为null。 |
注意：所有的委托都有一个构造器，获取两个参数：一个是对象的引用，另一个是引用回调方法的一个整数。这样，C#编译器就能知道要调用哪个对象的哪个方法。
另外，System.MulticastDelegate类派生自System.Delegate。本来应该就一个委托类，但由于某些情况下还要是由Delegate类（如静态类Combine和Remove要获取Delegate参数）
17.5 用委托回调许多方法（委托链）
示例：
1 using System; 2 namespace SimpleDelegate 3 { 4 class Program 5 { 6 static void Main(string[] args) 7 { 8 Grade m = new Grade(); 9 Feedback f1 = new Feedback(m.Pass); 10 Feedback f2 = new Feedback(m.Good); 11 Feedback fChain = null; 12 13 fChain = (Feedback)Delegate.Combine(fChain,f1); 14 fChain = (Feedback)Delegate.Combine(fChain,f2); 15 fChain += f2; 16 fChain += f1; 17 18 fChain(60); 19 Console.Read(); 20 } 21 } 22 23 internal delegate void Feedback(int i); 24 25 class Grade 26 { 27 public void Pass(int i) 28 { 29 if (i >= 60) Console.WriteLine("Pass"); 30 else Console.WriteLine("Failed"); 31 } 32 33 public void Good(int i) 34 { 35 if (i >= 90) Console.WriteLine("Good"); 36 else Console.WriteLine("Just so so"); 37 } 38 } 39 }
结果：
在把委托添加到委托链的过程中，除了第一个让委托链变量直接指向委托，其他的都会重新创建建一个委托链对象。
fbChain=(Feeback)Delegate.Combine(fbChain,fb3);
图1 在委托链插入第三个委托对象
同样，在从委托链中把委托删除过程中，如果（删除后）剩余多个委托数据项，重写创建一个委托链对象；如果只剩一个委托数据项，直接返回那个数据项；如果删除仅有的委托数据项，返回null。
fbChain=(Feeback)Delegate.Remove(fbChain,fb3);
17.6 委托定义太多（泛型委托）
.Net Framework定义了几个泛型委托，我们可以尽量调用它们。
public delegate void Action<T1,...,Tn>(T1 arg1,...,Tn argn>; (n=0...16)
public delegate TResult Func<T1,..,Tn,TResult>(T1 arg1,...Tn argn,TResult);(n=0...16)
17.7 C#为委托提供简单语法
17.7.1 简化语法1：不需要构造委托对象
1 void CallbackWithoutNewingADelegateObject() 2 { 3 ThreadPool.QueueUserWorkItem(SomAsyncTask,5); 4 } 5 void SomAsyncTask(object o) 6 { 7 Console.WriteLine(o); 8 }
上述代码QueueUserWorkItem期望接受一个WaitCallback的委托对象的引用，因为委托类型WaitCallback与SomeAsyncTask方法特征匹配，C#编译器会新建WaitCallback对象。
17.7.2 简化语法2：不需要回调方法
1 void CallbackWithoutNewingADelegateObject() 2 { ThreadPool.QueueUserWorkItem(obj=>Console.WriteLine(obj),5); 3 }
QueueUserWorkItem方法的第一个参数是代码，它是一个C#Lambda表达式。编译器看到这个表达式后，会在类中自动创建一个新的私有方法。这个私有方法是匿名函数，因为方法的名称是编译器自动创建的。