图解C#高级教程（一）：委托

什么是委托

可以认为委托是持有一个或多个方法的对象。但它与对象不同，因为委托可以被执行。当执行委托时，委托会执行它所"持有"的方法。先看一个完整的使用示例。

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// See https://aka.ms/new-console-template for more information

delegate void MyDel(int value);  // 声明委托类型

class Program
{
    void PrintLow(int value)
    {
        Console.WriteLine("{0} - Low value", value);
    }

    void PrintHigh(int value)
    {
        Console.WriteLine("{0} - High value", value);
    }

    static void Main(string[] args)
    {
        Program p = new Program();

        MyDel del;  // 声明委托变量

        Random rand = new Random();
        int randomValue = rand.Next(1, 101);

        del = randomValue < 50 ? p.PrintLow : p.PrintHigh;  // 选择调用哪个方法

        del(randomValue);  // 调用委托方法
    }
}

如果生成的随机数 randomValue 小于50，则 del 引用的是 p.PrintLow；否则，del 引用的是 p.PrintHigh。

委托概述

下图是使用类和委托的对比：

可以把 delegate 看成一个包含有序方法列表的对象，这些方法具有相同的签名和返回类型。如下图所示:

委托的几点说明：

方法的列表称为调用列表；
委托保存的方法可以来自任何类或者结构，只要它们在委托的返回类型和委托的签名（包括ref和out修饰符）上保持一致；
调用列表中的方法可以是实例方法，和静态方法；
执行委托时，会按照方法的添加顺序执行调用列表。

声明委托类型

创建委托对象

委托是引用类型，因此初始化委托变量需要创建一个对象。有两种方式创建委托对象：

使用 new 运算符：

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class Obj
{
    void MyM1(int value) {}
    
    static void Other(int value) {}
    
}
delegate void MyDel(int value);

MyDel del1, del2;

Obj obj = new Obj();
del1 = new MyDel(obj.MyM1);  // 使用一个对象的方法
del2 = new MyDel(Obj.Other);  // 使用静态方法创建委托对象

省略 new 运算符：
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```
MyDel del1, del2;
del1 = obj.MyM1;  // 使用一个对象的方法
del2 = Obj.Other;  // 使用静态方法创建委托对象
```
当为委托变量赋值时，除了为委托分配内存，创建委托对象还会把第一个方法放入委托的调用列表。

当然，我们还可以在声明委托变量时初始化委托变量。
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```
MyDel del1 = obj.MyM1;
```
当我们为同一个委托变量赋值另外一个委托对象时，之前的委托对象就会被垃圾回收器回收。
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```
MyDel delVar;
delVar = myInstObj.MyM1;
...
delVar = SClass.OtherM2;
```

组合委托

可以将两个同类型的委托变量进行 + 操作，赋值给另外一个同类型的新变量，完成委托的组合：

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MyDel delA = myInstObj.MyM1;
MyDel delB = SClass.OtherM2;

MyDel delC = delA + delB;

为委托添加或者删除方法

委托可以持有多个方法，通过使用运算符 += 和 -= 可以为委托添加或者删除方法。

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MyDel del = inst.MyM1;
del += SCl.m3;
del += X.Act;

从委托移除方法：

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del -= SCl.m3;

移除委托时需要注意以下事项：

如果委托的调用列表中存在多个实例，-= 运算符将从列表的最后开始搜索，并移除第一个与方法匹配的实例；
当要删除的方法在调用列表不存在时，什么也不会发生；
试图调用空委托将会导致异常，因此执行委托之前有必要进行 null 判空。

调用委托

调用委托的方式与调用方法一样。用于调用委托的参数将会传递给调用列表当中的每一个方法（除非有输出参数）。

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MyDel delVar = inst.MyM1;
delVar += SCl.m3;
delVar += X.Act;
...
delVar(55);

下面是一个完整的示例：

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delegate void PrintFunction();

class Test
{
    public void Print1()
    {
        Console.WriteLine("Print1 -- instance method");
    }

    public static void Print2()
    {
        Console.WriteLine("Print2 -- static method");
    }
    
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        Test t = new Test();
        PrintFunction pf;
// 实例方法
        pf = t.Print1;
        
        // 给委托增加3个另外的方法
        pf += Test.Print2;
        pf += t.Print1;
        pf += Test.Print2;   // 现在委托含有4个方法

        if (null != pf)
        {
            pf();
        }
        else
        {
            Console.WriteLine("委托为空");
        }
    }
}

输出如下：

Print1 -- instance method
Print2 -- static method
Print1 -- instance method
Print2 -- static method

调用带引用参数的委托

如果委托有引用参数，在调用委托列表中的下一个方法时，参数的新值会传给下一个方法。

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delegate void MyDel(ref int x);

class MyClass
{
    public void Add2(ref int x) { x += 2; }
    public void Add3(ref int x) { x += 3; }

    static void Main()
    {
        MyClass mc = new MyClass();
        MyDel del = mc.Add2;
        del += mc.Add3;
        del += mc.Add2;

        int x = 5;
        del(ref x);

        Console.WriteLine("Value: {0}", x);
    }
}

输出如下：

Value: 12

Lambda 表达式

C# 当中的 Lambda 表达式是一种简洁的方式来表示匿名方法。通常用于简化代码，尤其是在与 LINQ、委托或事件等相关的场景中。（LINQ 和事件会在后面相关文章中讲到）。

语法：

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(parameters) => expression

parameters：代表输入参数。如果只有一个参数，可以省略()。
=>：称为 lambda 操作符，表示从参数到表达式或代码块的映射。
expression：返回的表达式。如果有多条语句，可以使用代码块{}。

Lambda 表达式的常见使用场景

委托与 Lambda 表达式

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delegate void MyDel(int x);

MyDel del = x => x *2;

用于 Func<T>委托：

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using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        // Func 委托，接受两个整数参数，返回它们的和
        Func<int, int, int> add = (a, b) => a + b;
        
        int result = add(3, 4);
        Console.WriteLine(result);  // 输出 7
    }
}

Func 是 C# 中一个常用的泛型委托类型，在 C# 3.0 中引入，专门用于表示带有返回值的方法。在使用时，Func<T> 委托的最后一个泛型参数是返回值类型（必须有），前面的泛型参数是输入参数类型（可以没有输入参数）。

Lambda 表达式与 LINQ 查询

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using System;
using System.Linq;
using System.Collections.Generic;

class Program
{
    static void Main()
    {
        List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
        
        // 使用 Lambda 表达式筛选出大于 3 的数
        var result = numbers.Where(n => n > 3).ToList();
        
        foreach (var number in result)
        {
            Console.WriteLine(number);  // 输出 4, 5, 6
        }
    }
}

用于事件处理

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using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        Action<string> messagePrinter = msg => Console.WriteLine(msg);
        
        messagePrinter("Hello, Lambda!");  // 输出 "Hello, Lambda!"
    }
}

委托的使用场景

委托的主要使用场景如下：

事件处理。
回调函数。

以上两个使用场景的具体例子会在后面文章介绍到。

小结：本章主要介绍了 C# 当中委托和 Lambda 的概念、用法。

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