解析.Net 4.0 中委托delegate的使用详解

.Net中的委托从功能上讲和c语言或者c++中的方法指针类似，可以像调用方法一样调用委托完成某个功能，或返回某类结果。但是.Net毕竟是更高级的语言，委托Delegate也更高级了，委托是一种数据接口，它包含调用目标和调用方法的指针；而在.Net中定义的委托都继承自MulticastDelegate即多播委托，所谓的多播委托是指可以包含多个调用方法的委托。
一． 先来看下委托的定义：
如下C#代码定义委托
public delegate void DoSomething(int times);
委托的定义包含5个部分
1） public表示委托的可访问性
2） delegate关键字表示要定义一个委托
3） void表示委托定义方法的返回值
4） DoSomething是委托的名字
5） (int times) 是委托方法的参数列表，此处的参数列表可以包括ref参数，也可以有out参数，同样也可以有parms可变数量参数；需要注意如果委托中有多个调用方法，使用out参数时只能返回委托最后执行成功的一个委托方法的计算值
在C#中定义委托非常简单，只比方法定义的返回值之前多一个delegate关键字即可。
可是我们知道所有的用户定义委托都继承自MulticastDelegate；而MulticastDelegate是一个类；所以自定义的委托肯定也是一个类；看下上述代码的IL代码就可以证明我们的推断：


代码如下:

.class public auto ansi sealed delegates.DoSomething
    extends [mscorlib]System.MulticastDelegate
{
    // Methods
    .method public hidebysig specialname rtspecialname
        instance void .ctor (
            object 'object',
            native int 'method'
        ) runtime managed
    {
    } // end of method DoSomething::.ctor

.method public hidebysig newslot virtual
        instance void Invoke (
            int32 times
        ) runtime managed
    {

} // end of method DoSomething::Invoke

.method public hidebysig newslot virtual
        instance class [mscorlib]System.IAsyncResult BeginInvoke (
            int32 times,
            class [mscorlib]System.AsyncCallback callback,
            object 'object'
        ) runtime managed
    {

} // end of method DoSomething::BeginInvoke

.method public hidebysig newslot virtual
        instance void EndInvoke (
            class [mscorlib]System.IAsyncResult result
        ) runtime managed
    {

} // end of method DoSomething::EndInvoke

} // end of class delegates.DoSomething

二． 定义了委托，当然是为了使用它，来看下如何使用委托：
在.Net中有三种委托的形式，分别是方法、匿名方法和lambda表达式；我们用方法定义的形式看下委托的使用方法


代码如下:

using System;

namespace delegates
{
 public delegate void DoSomething(int times);

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //声明委托变量并给委托变量赋值
            DoSomething @do = DoA;
            //可以使用+号或者+=给委托增加方法
            @do += DoB;
            //执行委托时将按照委托的添加顺序先后执行委托中的方法
            @do(1);
            //也可以通过-号或者-= 从委托中移除方法
            @do -= DoA;
            @do(2);

@do -= DoB;
            //将委托中的所有方法都移除掉之后，委托照样是可以调用的，只是什么都不做
            @do(3);

Console.Read();
        }
       //定义一个委托相同参数和返回值的方法
        static void DoA(int times)
        {
            Console.WriteLine("Do A {0}", times);
        }

//定义一个委托相同参数和返回值的方法
        static void DoB(int times)
        {
            Console.WriteLine("Do B {0}", times);
        }
    }
}

如上代码中的Main方法，首先我们定义了委托DoSomething的变量@do，并将DoA方法直接赋值给此委托变量；然后我们又使用+=符号或者+号给此委托添加了另一个方法；当然也可以使用-或者-=从委托中去掉方法。
委托比C/C++方法指针强大的地方在于其可以容纳多个方法，也可以执行+/-操作从方法列表中添加或者删除掉方法。
在执行委托加减运算时有几个问题需要我们注意：
1. 委托声明的写法
委托声明时可以用如下写法


代码如下:

DoSomething @do = DoA;

这其实是一种简短的写法，我们知道在.Net 1.x中这样写是不允许的只有到.Net 2.0时才允许这么写，在.Net 1.x中必须写成


代码如下:

DoSomething @do = new DoSomething(DoA);

我们要在声明时就给@do赋予DoA加上DoB


代码如下:

DoSomething @do = DoA + DoB;

这么写是不行的，编译器不干了；必须使用.Net 1.x中的写法


代码如下:

DoSomething @do = new DoSomething(DoA) + new DoSomething(DoB);

2. 从委托中减去委托中本不存在的方式时会发生什么呢？
请看如下代码：


代码如下:

DoSomething @do = DoA;
@do -= DoB;

第一行代码我生命了@do并将DoA赋予它；第二行代码我尝试从@do中减去DoB，DoB并没有在@do的方法列表中存在，这样会发生什么情况呢？首先编译器没有报错，程序可以正常的编译；执行代码发现可以程序可以正常执行，调用@do委托时正确的执行了DoA方法；这说明了.Net包容了我们程序员犯的错，我们从委托变量中减去一个委托中并不包含的方法时，不会报错会正常的执行。
3. 对委托做减法，所有委托都减完了，会怎样呢？看如下代码


代码如下:

DoSomething @do = new DoSomething(DoA) + new DoSomething(DoB);
@do -= DoA;
@do -= DoB;
@do(1);

这样的代码可以成功编译，但是在运行时会报NullReferenceException；这显然不是我们希望的，所以对委托做减法时要特别注意。


代码如下:

<span style="text-decoration: line-through;">public delegate void DoIt(string task);

class Test
{
    static void Main(string[] args)
    {
        //DoIt声明，赋予一个参数更宽泛的方法是合法的
        DoIt doIt = new DoIt(DoItImpl);
        doIt("hello");
    }

//比委托定义中的参数更宽泛，string类型可以隐式转换成object
    static void DoItImpl(object task)
    {
        Console.WriteLine("DoItImpl {0}",task);
    }
}
</span>