c#软件开发学习笔记--委托

c#软件开发学习笔记

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一、委托概述

1.1 定义与本质

委托（Delegate） 是一种引用类型，用于存储函数（方法）的引用。它就像一个"函数类型"的变量，可以存储、传递和调用方法。

// 定义委托类型
public delegate void MyDelegate();
public delegate int CalculateDelegate(int a, int b);

核心特性：

• 委托是类型安全的函数指针
• 所有委托都派生自 System.Delegate 类
• 用于实现事件和回调方法

1.2 委托的作用

应用场景	说明
回调机制	将方法作为参数传递，实现延迟执行
事件处理	GUI编程中处理用户操作（点击、按键等）
策略模式	运行时动态选择算法
异步编程	处理异步操作的完成通知

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二、委托的声明与实例化

2.1 委托声明语法

// 语法格式：访问修饰符 delegate 返回值类型 委托名(参数列表)
public delegate void MyDelegate1();                    // 无参数无返回值
public delegate void MyDelegate2(string message);       // 带参数无返回值
public delegate int MyDelegate3(int a, int b);          // 带参数有返回值

2.2 委托实例化方式

方式一：使用 new 关键字

public delegate int CalculateDelegate(int a, int b);

class Calculator
{
    public int Add(int a, int b) => a + b;
    public int Subtract(int a, int b) => a - b;
}

// 实例化委托
Calculator calc = new Calculator();
CalculateDelegate addDelegate = new CalculateDelegate(calc.Add);

方式二：直接赋值（简写形式）

CalculateDelegate subDelegate = calc.Subtract;  // 编译器自动推断

方式三：使用 Invoke 方法调用

int result = addDelegate.Invoke(10, 20);  // 等价于 addDelegate(10, 20)

2.3 完整示例

delegate void MyDel(int v1, string v2);
delegate int Number(int v1, int v2);

class Program
{
    static void Main()
    {
        Number addDelegate = new Number(Add);
        Console.WriteLine(addDelegate(10, 10));  // 输出：20
        
        // 简写形式
        Number subDelegate = Sub;
        Console.WriteLine(subDelegate(200, 10)); // 输出：190
    }
    
    static int Add(int a, int b) => a + b;
    static int Sub(int a, int b) => a - b;
}

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三、多播委托（Multicast Delegate）

3.1 概念

一个委托变量可以存储多个方法，称为多播委托。使用 += 添加方法，使用 -= 移除方法。

3.2 基本操作

delegate void MyDel(string s);

class Program
{
    static void Main()
    {
        // 创建多播委托
        MyDel multiDelegate = Fn1;
        multiDelegate += Fn2;
        multiDelegate += Fn3;
        
        // 调用委托，所有绑定的方法都会执行
        multiDelegate("Hello");
        
        // 移除方法
        multiDelegate -= Fn2;
        
        // 再次调用，只执行 Fn1 和 Fn3
        multiDelegate("World");
    }
    
    static void Fn1(string s) => Console.WriteLine($"Fn1: {s}");
    static void Fn2(string s) => Console.WriteLine($"Fn2: {s}");
    static void Fn3(string s) => Console.WriteLine($"Fn3: {s}");
}

3.3 重要注意事项

问题：移除实例方法时的陷阱

// 错误示例：每次 new Test() 创建不同对象
MyDel m = Fn1;
m += new Test().Fn2;
m -= new Test().Fn2;  // ❌ 无法移除，因为不是同一个对象引用

// 正确方法1：保存对象引用
MyDel m1 = Fn1;
Test t = new Test();
m1 += t.Fn2;
m1 -= t.Fn2;  // ✅ 成功移除

// 正确方法2：使用静态方法
MyDel m2 = Fn1;
m2 += Test.Fn3;
m2 -= Test.Fn3;  // ✅ 成功移除

3.4 空委托处理

MyDel myDelegate = null;

// 方法1：条件判断
if (myDelegate != null)
{
    myDelegate("Hello");
}

// 方法2：空条件运算符（推荐）
myDelegate?.Invoke("Hello");

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四、内置委托

C# 提供了三种常用的内置委托类型，无需手动定义：

4.1 Action 委托

用途：无返回值的方法

签名	说明
Action	无参数无返回值
Action<T>	1个参数无返回值
Action<T1, T2>	2个参数无返回值
Action<T1, T2, ..., T16>	最多16个参数

static void Process(Action<int> action)
{
    action?.Invoke(10);
}

// 使用
Process(v => Console.WriteLine($"Value: {v}"));

4.2 Func 委托

用途：有返回值的方法

签名	说明
Func<TResult>	无参数，返回 TResult
Func<T, TResult>	1个参数，返回 TResult
Func<T1, T2, TResult>	2个参数，返回 TResult
Func<T1, ..., T16, TResult>	最多16个参数

static void Calculate(Func<int, int, int> calculator)
{
    int result = calculator(10, 20);
    Console.WriteLine($"Result: {result}");
}

// 使用
Calculate((a, b) => a + b);  // 输出：30

4.3 Predicate 委托

用途：返回布尔值的判断方法

static int FindFirst(int[] arr, Predicate<int> condition)
{
    foreach (int item in arr)
    {
        if (condition(item))
            return item;
    }
    return -1;
}

// 使用
int[] numbers = { 1, 3, 5, 7, 9 };
int even = FindFirst(numbers, v => v % 2 == 0);

4.4 选择建议

场景	推荐委托
无返回值	Action
有返回值	Func
条件判断	Predicate 或 Func<T, bool>

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五、泛型委托

5.1 定义泛型委托

// 泛型委托类型
public delegate bool CallBack<T>(T value);

5.2 泛型委托的优势

• 类型安全：编译时检查类型匹配
• 代码复用：一套代码处理多种类型
• 性能优化：避免装箱拆箱

5.3 完整示例：泛型查找方法

// 泛型委托
public delegate bool CallBack<T>(T v);

class MyArray
{
    // 泛型查找方法
    public static T Find<T>(T[] arr, CallBack<T> callback)
    {
        for (int i = 0; i < arr.Length; i++)
        {
            if (callback(arr[i]))
            {
                return arr[i];
            }
        }
        return default(T);  // 返回类型默认值
    }
}

// 使用示例
class Program
{
    static void Main()
    {
        int[] numbers = { 1, 23, 32, 21 };
        Console.WriteLine(MyArray.Find(numbers, v => v % 2 == 0));  // 输出：32
        
        string[] names = { "吴亦凡", "罗志祥", "李云迪" };
        Console.WriteLine(MyArray.Find(names, v => v.StartsWith("罗")));  // 输出：罗志祥
    }
}

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六、Lambda 表达式

6.1 概念

Lambda 表达式是一种匿名函数，提供简洁的语法来创建委托实例。

6.2 语法格式

// 完整语法
(参数列表) => { 函数体 }

// 简写形式
(参数) => 表达式  // 单个表达式可省略 {} 和 return

6.3 简写规则

规则	示例
省略参数类型	(a, b) => a + b
单参数省略括号	a => a * 2
单表达式省略花括号	a => a * 2

6.4 实际应用

int[] numbers = { 19, 19, 20, 3, 18 };

// 使用 Lambda 作为参数
int firstEven = Array.Find(numbers, v => v % 2 == 0);  // 输出：20

// 复杂条件
string[] names = { "吴亦凡", "罗志祥", "郑爽" };
string result = Array.Find(names, v => v.EndsWith("祥") && v.Length == 3);

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