多播委托

 
弁言

在 C# 中，委托（Delegate）是一种类型安全的函数指针，允许将方法作为参数传递。多播委托（Multicast Delegate）则是可以调用多个方法的委托实例。本文将详细先容多播委托的概念、使用场景以及如何在实际开辟中应用多播委托。
什么是委托？

委托的根本概念

委托是 C# 中的一种类型，它封装了对具有特定参数列表和返回类型的静态或实例方法的引用。通过委托，你可以将方法作为参数传递给其他方法，从而实现回调机制。

1. // 定义一个委托类型
2. public delegate void MyDelegate(string message);
4. // 定义两个符合委托签名的方法
5. public void Method1(string message)
6. {
7.     Console.WriteLine("Method1: " + message);
8. }
10. public void Method2(string message)
11. {
12.     Console.WriteLine("Method2: " + message);
13. }

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创建和使用委托实例

1. public class Program
2. {
3.     public static void Main()
4.     {
5.         // 创建委托实例并绑定方法
6.         MyDelegate del = new MyDelegate(Method1);
7.         
8.         // 调用委托
9.         del("Hello, World!");
10.     }
11. }

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什么是多播委托？

多播委托的概念

多播委托是指可以调用多个方法的委托实例。当调用多播委托时，它会依次调用所有绑定的方法。C# 中的所有委托都是多播委托，纵然它们只绑定了一个方法。
创建多播委托

可以通过 + 操作符将多个方法绑定到同一个委托实例上，形成多播委托。

1. public class Program
2. {
3.     public static void Main()
4.     {
5.         // 创建委托实例并绑定第一个方法
6.         MyDelegate del = new MyDelegate(Method1);
7.         
8.         // 使用 + 操作符添加第二个方法
9.         del += new MyDelegate(Method2);
10.         
11.         // 调用多播委托
12.         del("Hello, World!");
13.     }
14. }

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输出结果

1. Method1: Hello, World!
2. Method2: Hello, World!

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1.  

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多播委托的特性

方法调用次序

多播委托中的方法按它们被添加的次序依次调用。假如需要改变调用次序，可以通过重新组合委托实例来实现。

1. public class Program
2. {
3.     public static void Main()
4.     {
5.         MyDelegate del1 = new MyDelegate(Method1);
6.         MyDelegate del2 = new MyDelegate(Method2);
7.         
8.         // 组合委托实例
9.         MyDelegate combinedDel = del2 + del1;
10.         
11.         // 调用组合后的委托
12.         combinedDel("Hello, World!");
13.     }
14. }

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移除方法

可以通过 - 操作符从多播委托中移除某个方法。

1. public class Program
2. {
3.     public static void Main()
4.     {
5.         MyDelegate del = new MyDelegate(Method1) + new MyDelegate(Method2);
6.         
7.         // 移除 Method1
8.         del -= new MyDelegate(Method1);
9.         
10.         // 调用委托
11.         del("Hello, World!");
12.     }
13. }

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空委托检查

在调用多播委托之前，最好检查其是否为 null，以制止空引用异常。

1. public class Program
2. {
3.     public static void Main()
4.     {
5.         MyDelegate del = null;
6.         
7.         // 检查委托是否为 null
8.         if (del != null)
9.         {
10.             del("Hello, World!");
11.         }
12.         else
13.         {
14.             Console.WriteLine("No methods to invoke.");
15.         }
16.     }
17. }

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多播委托的应用场景

事件处理

多播委托最常见的应用场景之一是事件处理。C# 的事件机制基于多播委托，允许多个订阅者响应同一事件。

1. using System;
3. public class Publisher
4. {
5.     // 定义事件
6.     public event EventHandler<MyEventArgs> MyEvent;
8.     // 触发事件的方法
9.     public void TriggerEvent()
10.     {
11.         OnMyEvent(new MyEventArgs { Message = "Event Triggered" });
12.     }
14.     // 保护方法用于触发事件
15.     protected virtual void OnMyEvent(MyEventArgs e)
16.     {
17.         MyEvent?.Invoke(this, e);
18.     }
19. }
21. public class Subscriber
22. {
23.     public void HandleEvent(object sender, MyEventArgs e)
24.     {
25.         Console.WriteLine($"Subscriber received: {e.Message}");
26.     }
27. }
29. public class MyEventArgs : EventArgs
30. {
31.     public string Message { get; set; }
32. }
34. public class Program
35. {
36.     public static void Main()
37.     {
38.         var publisher = new Publisher();
39.         var subscriber1 = new Subscriber();
40.         var subscriber2 = new Subscriber();
42.         // 订阅事件
43.         publisher.MyEvent += subscriber1.HandleEvent;
44.         publisher.MyEvent += subscriber2.HandleEvent;
46.         // 触发事件
47.         publisher.TriggerEvent();
48.     }
49. }

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日志记录

多播委托也可以用于日志记录系统，允许多个日志记录器同时处理日志消息。

1. public delegate void Logger(string message);
3. public class FileLogger
4. {
5.     public void LogToFile(string message)
6.     {
7.         Console.WriteLine($"Logged to file: {message}");
8.     }
9. }
11. public class ConsoleLogger
12. {
13.     public void LogToConsole(string message)
14.     {
15.         Console.WriteLine($"Logged to console: {message}");
16.     }
17. }
19. public class Program
20. {
21.     public static void Main()
22.     {
23.         Logger logger = new Logger(new FileLogger().LogToFile);
24.         logger += new Logger(new ConsoleLogger().LogToConsole);
26.         logger("This is a log message.");
27.     }
28. }

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所有委托都是 MulticastDelegate 吗？

在 C# 中，所有委托类型实际上都继承自 MulticastDelegate 类。这意味着从技术上讲，所有的委托实例都可以被视为多播委托（Multicast Delegate），纵然它们只绑定了一个方法。然而，这并不意味着每个委托实例都会实际绑定多个方法。
1. 委托的底层实现

C# 的委托是基于 System.MulticastDelegate 类实现的。MulticastDelegate 继承自 System.Delegate，并添加了对多播支持的功能。因此，任何通过 delegate 关键字定义的委托类型，其实例都可以包罗多个方法调用列表（即调用链）。

1. public delegate void MyDelegate(string message);

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上述代码定义了一个名为 MyDelegate 的委托类型，它实际上继承自 MulticastDelegate。
2. 单播委托 vs 多播委托

• 单播委托：当一个委托实例只绑定一个方法时，我们通常称之为单播委托。固然它是 MulticastDelegate 的实例，但它的调用链中只有一个方法。
  

1. MyDelegate del = new MyDelegate(Method1);

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• 多播委托：当一个委托实例绑定多个方法时，我们称之为多播委托。这些方法会按次序依次调用。
  

1. MyDelegate del = new MyDelegate(Method1) + new MyDelegate(Method2);

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3. 为什么说所有委托都是 MulticastDelegate？

从类条理结构的角度来看，所有委托类型都继承自 MulticastDelegate，因此它们具备多播的能力。但这并不意味着每个委托实例都会实际使用这一能力。你可以选择性地将多个方法绑定到一个委托实例上，也可以只绑定一个方法。
4. 验证委托类型

你可以通过反射来验证这一点：

1. using System;
3. public class Program
4. {
5.     public static void Main()
6.     {
7.         // 定义一个委托类型
8.         public delegate void MyDelegate(string message);
10.         // 创建委托实例
11.         MyDelegate del = new MyDelegate(Method1);
13.         // 检查委托类型
14.         Console.WriteLine(del.GetType().BaseType);  // 输出: System.MulticastDelegate
15.     }
17.     public static void Method1(string message)
18.     {
19.         Console.WriteLine("Method1: " + message);
20.     }
21. }

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输出结果：

1. System.MulticastDelegate

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5. 总结

• 所有委托类型都继承自 MulticastDelegate，因此理论上所有委托实例都可以作为多播委托使用。
  
• 实际使用中，委托实例可以是单播或多播，取决于你是否将多个方法绑定到同一个委托实例上。
  
• 灵活性：这种计划提供了极大的灵活性，允许你在需要时轻松扩展委托的功能，而无需改变委托类型的定义。
  

总结

多播委托是 C# 中一种强大的功能，允许你将多个方法绑定到同一个委托实例上，并按次序调用这些方法。它们广泛应用于事件处理、日志记录等场景，简化了代码逻辑并提高了灵活性。通过本文的先容，希望你能更好地理解和应用多播委托，提拔你的 C# 编程技能。
 

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