多播委託，事件

分類：

把C#中的委託(Delegate)和事件(Event)放到現在講是有目的的：給下次寫的設計模式——觀察者(Observer)有一個參考。

委託和事件應該是C#相較於C++等之前的非託管的語言提出的一個新的術語(term)。“舊瓶裝新酒”這樣的描述似乎有些“貶義”，但確實是這樣。委託也好，事件也好最初的起源是C/C++中的函數指針，關於函數指針的簡單介紹可以參見我以前的一篇《C/C++中指向函數的指針》。不過舊瓶裝新酒沒有什麼不好，反而給人添加了許多新滋味。

1. Function pointer--the origin of delegates and events .

書回正傳，既然函數指針是它們(委託和事件)的起源。那我們先看看什麼情況下我們需要函數指針。函數指針最常用的方式就是回調(callback)——在函數休內回調主函數裏的函數。有些繞口，看代碼：

//Platform: WinXP + VC6.0 #include <iostream.h> #include <list> using namespace std; void max(int a, int b) { cout<<"now call max("<<a<<","<<b<<")..."<<endl; int t = a>b?a:b; cout<<t<<endl; } void min(int a, int b) { cout<<"now call min("<<a<<","<<b<<")..."<<endl; int t = a<b?a:b; cout<<t<<endl; } typedef void (*myFun)(int a, int b); //定義一個函數指針用來引用max,min

//回調函數 void callback(myFun fun, int a, int b) { fun(a,b); } void main() { int i = 10; int j = 55; callback(max,i,j); callback(min,i,j); }

Output:

now call max(10,55)...
55
now call min(10,55)...
10
Press any key to continue

輸出的結果有可能另一些對函數指針不熟悉的朋友我些意外，我們並沒在main()中顯式調用max(),min()呀，怎麼會調用到它們呢。再仔細檢查一下：你可能發現了：

callback(max,i,j);

這個函數調用了max()，這下好了。你便可以回答類似於這樣的問題：我怎麼在一個函數(callback)體內調用[主調用函數中的函數(max或min)]，最好能通過參數指入具體需要指定哪一個函數?

這便是函數指針的作用了，通過轉入函數指針，可以很方便的回調(callback)另外一些函數，而且可以實現參觀化具體需要回調用的函數。

2,Introduce delegate in c#;

.net裏一向是"忌諱"提及"指針"的，"指針"很多程度上意味着不安全。C#.net裏便提出了一個新的術語:委託(delegate)來實現類似函數指針的功能。我們來看看在C#中怎麼樣實現上面的例子。

//Platform: WinXP + C# in vs2003 using System; namespace Class1 { class ExcelProgram { static void max(int a, int b) { Console.WriteLine("now call max({0},{1})",a,b); int t = a>b?a:b; Console.WriteLine(t); } static void min(int a, int b) { Console.WriteLine("now call min({0},{1})",a,b); int t = a<b?a:b; Console.WriteLine(t); } delegate void myFun(int a, int b); //定義一個委託用來引用max,min //回調函數 static void callback(myFun fun, int a, int b) { fun(a,b); } [STAThread] static void Main(string[] args) { int i = 10; int j = 55; callback(new myFun(max),i,j); callback(new myFun(min),i,j); Console.ReadLine(); } } }

其實代碼上大同小異，除了幾個static申明以外(C#除靜態成員外必須要求對象引用),最大的變化要算定義"函數指指"，哦...不..不..不..應該是定義"委託"(小樣穿上馬甲了..). 定義委託的語法如下：

delegate void myFun(int a, int b); //定義一個委託用來引用max,min

其中delegate是關鍵字，myFun是委託名，剩下的是函數簽名(signature).我們可以申明一個委託：

myFun Max = new myFun(max);

那麼上面的回調函數的代碼便可以寫成：callback(Max,i,j);

3, Difference between function pointer and delegate;

委託除了可以引用一個函數外，能力上還有了一些加強，其中有一點不得不提的是:多點委託(Multicast delegate).簡單地講就是可以通過一個申明一個委託，來調用多個函數，不信？我們只要稍微更改一下上面的C#代碼中的Main函數就可以了，類似：

  static void Main(string[] args)
  {
   int i = 10;
   int j = 55;

myFun mulCast = new myFun(max);
mulCast += new myFun(min); //(1)

callback(mulCast,i,j);
//callback(new myFun(min),i,j);

Console.ReadLine();
}

輸出如下：

now call max(10,55)...
55
now call min(10,55)...
10
Press any key to continue

沒騙你吧，我們只用了一個委託mulCast便同時調用了max和min。不知你注意到沒有，上面代碼的(1)處用"+="給已經存在的委託(mulCast)又加了一個函數(min)。這樣看來C#中的委託更像一個函數指針鏈表。實質是在C#中，delegate關鍵字指定的委託自動從System.MulticastDelegate派生.而System.MulticastDelegate是一個帶有鏈接的委託列表，在callback中只需調用mulCast的引用便可以以同樣的參數調用該鏈表中的所有函數。

如果還是覺得不過隱，那我們就繼續，下圖展示了剛纔那段C#代碼的IL（用ILDasm反彙編即可）:

在C#中委託是作爲一個特殊的類型(Type,Object)來對待的，委託對象也有自己的成員：BeginInvoke,EndInvoke,Invoke。這幾個成員是你定義一個委託時編譯器幫你自動自成的，而且他們都是virtual函數，具體函數體由runtime來實現。我們雙擊一個callback，可以看見以下IL：
{
// 代碼大小       9 (0x9)
.maxstack 8
IL_0000: ldarg.0
IL_0001: ldarg.1
IL_0002: ldarg.2
IL_0003:  callvirt   instance void Class1.ExcelProgram/myFun::Invoke(int32,
                                                                       int32)
IL_0008: ret
} // end of method ExcelProgram::callback

從這段IL我們可以看出，當我們使用語句：fun(a,b)時，調用的卻是委託對象(即然委託是類型，那麼他自也就會有對象)的myFun::Invoke().該委託對象(即上面的mulCast)通過調用Invoke來調用對象本身所關係的函數引用。

那我們再看看，一個委託對象是怎麼樣關聯到函數的呢，我們雙擊Main函數，可以看到以下IL，雖然IL語法複雜但仍不影響我們瞭解它是怎麼樣將一個委託關聯到一個(或多個)函數的引用的。

.method private hidebysig static void Main(string[] args) cil managed
{
.entrypoint
.custom instance void [mscorlib]System.STAThreadAttribute::.ctor() = ( 01 00 00 00 )
// 代碼大小       58 (0x3a)
.maxstack 4
.locals ([0] int32 i,
           [1] int32 j,
           [2] class Class1.ExcelProgram/myFun mulCast)
IL_0000: ldc.i4.s   10
IL_0002: stloc.0
IL_0003: ldc.i4.s   55
IL_0005: stloc.1
IL_0006: ldnull
IL_0007: ldftn      void Class1.ExcelProgram::max(int32,
                                                     int32)
IL_000d: newobj     instance void Class1.ExcelProgram/myFun::.ctor(object,
                                                                      native int)
IL_0012:  stloc.2
IL_0013: ldloc.2
IL_0014: ldnull
  IL_0015: ldftn      void Class1.ExcelProgram::min(int32,
                                                     int32)
IL_001b: newobj     instance void Class1.ExcelProgram/myFun::.ctor(object,
                                                                      native int)
IL_0020: call       class [mscorlib]System.Delegate [mscorlib]System.Delegate::Combine(class [mscorlib]System.Delegate,
                                                                                          class [mscorlib]System.Delegate)
IL_0025: castclass Class1.ExcelProgram/myFun
IL_002a: stloc.2
IL_002b: ldloc.2
IL_002c: ldloc.0
IL_002d: ldloc.1
IL_002e: call       void Class1.ExcelProgram::callback(class Class1.ExcelProgram/myFun,
                                                          int32,
                                                          int32)
IL_0033: call       string [mscorlib]System.Console::ReadLine()
IL_0038: pop
IL_0039: ret
} // end of method ExcelProgram::Main

從上面的IL可以看出對於語句：

myFun mulCast = new myFun(max);

是通過以max作爲參數構建一個委託對象mulCast。但對於語句：

mulCast += new myFun(min);

等價於(你甚至可以用下面的語句代碼上面的:mulCast += new myFun(min))：

mulCast = (myFun) Delegate.Combine(mulCast, new myFun(min));

哦,原來是通過調用Delegate.Combine的靜態方法將mulCast和min函數進行關聯，Delegate.Combine方法只是簡單地將min函數的引用加至委託對象mulCast的函數引用列表中。

4,Introduce event;

事件/消息機制是Windows的核心，其實提供事件功能的卻是函數指針，你信麼？接下來我們再看看C#事件(Event).在C#中事件是一類特殊的委託.

一個類提供了"事件"，那麼他至少提供了以下字段/方法：

一個委託類型的字段(field)，用來保存一旦事件時通知哪些對象。即通知所有訂閱該事件的對象.別忘記C#中委託是支持多播的。

兩個方法，以委託類型爲參數。作用是將訂閱該事件的對象方法加至上面的委託類型字段中，以便事件發生後可以通過調用該方法來通知對象事件已發生。

我們簡單地定義一個類Test，該類支持事件：

  class Test
  {
   public event EventHandler OnClick;

   public void GenEvent(EventArgs e)  //引發事件方法
   {
    EventHandler temp = OnClick;
    //通知所有已訂閱事件的對象
    if(temp != null)
     temp(this,e);
   }

  }

我們反彙編這段代碼，如下圖：

簡單地定義一個字段哪來的那麼多方法？其實這都是編譯器幫你加上去的。當你定義一個事件時，編譯器爲了實現事件的功能會自動加上兩個方法來提供“訂閱”和“取消訂閱”的功能。

通過下面的語法，你便可以訂閱事件：

test.OnClick +=new EventHandler(test_OnClick);

也就是說，一旦test事件發生時(通過調用test.GenEvent()方法)。test便會調用註冊到OnClick上的方法。來通知所有訂閱該事件的對象。

訂閱是什麼？“訂閱就是調用定義事件時自動生成的add_OnClick.”“那取消訂閱就是調用定義事件時自動生成的remove_OnClick”，恭喜你！都學會搶答了.對於上面的訂閱事件語句，邏輯意義上等同於：

test.add_OnClick(new EventHandler(test_OnClick));

但C#並不能直接調用該方法，只能通過 "+=" 來實現。來看IL：

IL_003b: ldftn      void Class1.ExcelProgram::test_OnClick(object,
                                                              class [mscorlib]System.EventArgs)  //先將test_OnClick壓棧
IL_0041: newobj     instance void [mscorlib]System.EventHandler::.ctor(object,
                                                                         native int)              //new一個委託對對象
IL_0046: callvirt   instance void Class1.ExcelProgram/Test::add_OnClick(class [mscorlib]System.EventHandler)   //通過調用add_OnClick方法將上面生委託加至test的事件(委託列表)中.

5,summarize.

如果對設計模式中的觀察者模式較爲熟悉的話。其實支持事件的類也就是觀察者模式中的Subject(主題，我個人比較喜歡這麼譯).而所有訂閱事件的對象構成了Observers.

最後來句總結吧，總結也許不嚴謹，但提供理解那還是絕佳滴..我

騙你..(鼻子又變長了).....

"委託"是"函數指針"鏈表，當然該鏈表也可以只有一個元素，如果這樣的話:"委託" 約等於 "函數指針";

"事件"是一類特特殊的"委託"，你定義一個"事件",表示你同時定義了:一個委託+兩個方法。

後記：如果還不理解事件，先不要急，說不定你先把它忘記不想，等會一閃光，你就會理解了。或者你等着我下一篇《設計模式----觀察者(Observer)》，我想等你看完設計模式中的觀察者之後再回來看"事件"，看"多播委託(MulticastDelegate)"應該可以:忽然開朗。

如果還覺得不過隱。下面給出一個很好的幫助理解的例子，來自Jeffrey Richter.希望我的註解能幫上些忙：

using System; using System.Text; using System.Data; namespace Class1 { //定義事件引發時，需要傳的參數 class NewMailEventArgs:EventArgs { private readonly string m_from; private readonly string m_to; private readonly string m_subject; public NewMailEventArgs(string from, string to, string subject) { m_from = from; m_to = to; m_subject = subject; } public string From { get{return m_from;} } public string To { get{return m_to;} } public string Subject { get{return m_subject;} } } //事件所用的委託(鏈表) delegate void NewMailEventHandler(object sender, NewMailEventArgs e); //提供事件的類 class MailManager { public event NewMailEventHandler NewMail; //通知已訂閱事件的對象 protected virtual void OnNewMail(NewMailEventArgs e) { NewMailEventHandler temp = NewMail; //MulticastDelegate一個委託鏈表 //通知所有已訂閱事件的對象 if(temp != null) temp(this,e); //通過事件NewMail(一種特殊的委託)逐一回調客戶端的方法 } //提供一個方法，引發事件 public void SimulateNewMail(string from, string to, string subject) { NewMailEventArgs e = new NewMailEventArgs(from,to,subject); OnNewMail(e); } } //使用事件 class Fax { public Fax(MailManager mm) { //Subscribe mm.NewMail += new NewMailEventHandler(Fax_NewMail); } private void Fax_NewMail(object sender, NewMailEventArgs e) { Console.WriteLine("Message arrived at Fax..."); Console.WriteLine("From={0}, To={1}, Subject='{2}'",e.From,e.To,e.Subject); } public void Unregister(MailManager mm) { mm.NewMail -= new NewMailEventHandler(Fax_NewMail); } } class Print { public Print(MailManager mm) { //Subscribe ,在mm.NewMail的委託鏈表中加入Print_NewMail方法 mm.NewMail += new NewMailEventHandler(Print_NewMail); } private void Print_NewMail(object sender, NewMailEventArgs e) { Console.WriteLine("Message arrived at Print..."); Console.WriteLine("From={0}, To={1}, Subject='{2}'",e.From,e.To,e.Subject); } public void Unregister(MailManager mm) { mm.NewMail -= new NewMailEventHandler(Print_NewMail); } } class ExcelProgram { [STAThread] static void Main(string[] args) { MailManager mm = new MailManager(); if(true) { Fax fax = new Fax(mm); Print prt = new Print(mm); } mm.SimulateNewMail("Anco","Jerry","Event test"); Console.ReadLine(); } } }

Jerry.Chow

11/30'07

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