C#——委托的应用

1. 委托的核心概念

• 本质：
  委托是一个类（System.Delegate 的派生类），封装了对一个或多个方法的引用。

• 作用：
  解耦调用方和被调用方，实现动态绑定方法，支持灵活的回调机制。

• 关键特性：

  • 类型安全：委托在编译时检查方法签名。

  • 多播（Multicast）：一个委托实例可以调用多个方法（通过 + 或 += 组合）。

  • 异步支持：委托天然支持 BeginInvoke/EndInvoke 异步调用（已逐渐被 async/await 取代）。

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2. 委托的声明与使用

(1) 定义委托类型

// 声明一个委托类型，定义方法的签名（参数和返回值）
public delegate void MyDelegate(string message);

• 委托类型需与方法签名一致（参数类型、返回值）。

(2) 实例化委托

// 普通方法
public void PrintMessage(string text) 
{
    Console.WriteLine(text);
}

// 实例化委托并绑定方法
MyDelegate delegateInstance = PrintMessage;

(3) 调用委托

delegateInstance("Hello, Delegate!"); // 输出：Hello, Delegate!

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3. 多播委托（Multicast Delegate）

• 一个委托实例可以绑定多个方法，按添加顺序依次执行。

• 示例：

  public void Method1(string msg) => Console.WriteLine($"Method1: {msg}");
  public void Method2(string msg) => Console.WriteLine($"Method2: {msg}");
  
  MyDelegate multiDelegate = Method1;
  multiDelegate += Method2; // 添加第二个方法
  
  multiDelegate("Multi-test"); 
  // 输出：
  // Method1: Multi-test
  // Method2: Multi-test

• 注意：如果委托有返回值，只有最后一个方法的返回值会被保留。

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4. 委托与事件的关系

• 事件是对委托的封装：
  事件内部通过委托实现，但仅允许声明类触发事件（Invoke），外部只能订阅（+=）或取消订阅（-=）。

• 示例：

  // 事件基于委托
  public event MyDelegate MyEvent;
  
  // 触发事件（只能在声明类内部调用）
  private void RaiseEvent(string message)
  {
      MyEvent?.Invoke(message);
  }

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5. 内置委托类型

C# 提供了通用的委托类型，避免重复定义：

(1) Action

• 无返回值的方法：

  Action<string> actionDelegate = msg => Console.WriteLine(msg);
  actionDelegate("Action!"); // 输出：Action!

(2) Func

• 有返回值的方法：

  Func<int, int, int> add = (a, b) => a + b;
  int result = add(3, 5); // result = 8

(3) Predicate

• 返回 bool 的方法（常用于集合筛选）：

  Predicate<int> isEven = num => num % 2 == 0;
  bool check = isEven(4); // check = true

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6. 委托的高级用法

(1) 匿名方法与 Lambda 表达式

简化委托实例化：

MyDelegate anonymousDelegate = delegate(string msg) 
{ 
    Console.WriteLine($"匿名方法：{msg}");
};

// Lambda 表达式（更简洁）
MyDelegate lambdaDelegate = msg => Console.WriteLine($"Lambda：{msg}");

(2) 协变与逆变（Covariance/Contravariance）

• 协变：委托的返回值可以是派生类型（子类 → 父类）。

• 逆变：委托的参数可以是基类型（父类 → 子类）。

// 协变示例（返回值）
delegate Animal GetAnimal();
GetAnimal getDog = () => new Dog(); // Dog 是 Animal 的子类

// 逆变示例（参数）
delegate void ProcessDog(Dog dog);
ProcessDog processAnimal = (Animal a) => { }; // Animal 是 Dog 的基类

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7. 实际应用场景

1. 事件处理：按钮点击、温度报警等。

2. 回调机制：异步操作完成后通知调用方。

3. LINQ 查询：Where、Select 等方法接受委托参数。

4. 策略模式：动态切换算法逻辑。