委派

透過這篇文章，讓我對委派，終於有所理解
特別摘錄關鍵片段，以利以後複習


感謝原作者的說明，原文 Link 如下

Ref  1:
http://www.huanlintalk.com/2009/01/delegate-revisited-csharp-1-to-2-to-3.html

Ref  2:
http://slashlook.com/articles_20140514.html




===================================================

 C# 委派（delegate）的基本觀念，同時也示範從 C# 1.0、2.0、到 3.0 的委派寫法。 我們會看到更直覺的建立委派物件的語法、匿名方法、以及 Lambda 表示式。

2015-01-15 更新：本文已收錄至電子書《C# 本事》

為什麼要用委派？

從類別設計者的角度來看：在設計類別時，可能會碰到某個方法在執行時需要額外的處理，但你不想／無法將這部份的處理寫死在類別裡（因為變化太多或無法預先得知其處理規則），此時就得將這個部分「外包」給呼叫端。也就是說，呼叫端必須事先提供（註冊）一個函式，等到你的方法在執行時，就會回頭去呼叫（callback）那個事先指定的外包函式。

好，正式一點，我們將外包函式稱為「委派方法」。對類別設計者來說，這種設計方式可將那些變化不定的繁瑣細節從類別中移出去，使類別保持乾淨、穩定。

從呼叫端的角度來看：當你在使用某個類別時，該類別已經設計好一種模式，在你呼叫某個方法之前，它會要求你先提供一個符合特定簽名（signature；即參數與傳回值）的方法，才能達成你想要執行的工作。因此，即使你不是類別設計者，也要了解委派的用法。

傳統的委派寫法

這裡的傳統寫法指的是從 C# 1.0 就提供的委派寫法，這不是說到了 C# 3.0 就全變了樣－－基本的程式撰寫模型還是一樣，只是寫法稍有變化。在撰寫委派機制時，基本上都離不開四個步驟：

1. 宣告委派型別。你需要使用關鍵字 delegate 來定義委派型別的名稱，以及傳入參數和傳回值。
2. 定義一個符合委派型別的 signature 的方法（可為 instance method 或 static method），這裡簡稱為委派方法。
3. 建立委派物件，並指定委派方法。
4. 透過委派物件執行委派方法。

舉例來說，假設我們要設計一個字串串列的類別：StringList（只是為了示範，想必你知道有現成的類別可用了）。我們希望 StringList 提供一個 Find 方法，可以尋找某個符合特定條件的字串，例如：字串中包含特定字元、以特定字元開頭、以特定字元結尾.....等等，可是由於比對條件太多了，如果要寫在類別裡，勢必得提供好幾個方法，例如：FindContains、FindStartsWith、FindEndsWith....等等，而且每碰到一種需求就得再寫一個 Find 版本。比較好的作法，是讓呼叫端來提供字串比對的動作，如此一來，StringList 類別就只需提供一個 Find 方法，這也意味著它提供了一種支援未來（未知）需求的方法。

StringList 類別大概會長這樣：

   1:  public delegate bool Predicate(string s);  // 步驟 1: 定義委派型別.
   2:  
   3:  public class StringList
   4:  {
   5:      // 我知道用 ArrayList 看起來有點笨，但我想還是先不要把泛型扯進來。
   6:      private ArrayList strings;
   7:  
   8:      public StringList()
   9:      {
  10:          // 在建構元裡面就填好字串內容...只是為了示範，實際上通常不會這樣寫.
  11:          strings = new ArrayList();
  12:          strings.Add("Banana");
  13:          strings.Add("Apple");
  14:          strings.Add("Mango");
  15:      }
  16:  
  17:      public string Find(Predicate p)
  18:      {
  19:          for (int i = 0; i < strings.Count; i++)
  20:          {
  21:              string s = (string) strings[i];
  22:              bool isMatch = p(s);  // 步驟 4: 執行委派任務. 等同於 p.Invoke(s)
  23:              if (isMatch)    // 目前的字串符合呼叫端的比對條件？
  24:              {
  25:                  return s;
  26:              }
  27:          }
  28:          return "";  // 找不到，傳回空字串
  29:      }
  30:  }

注意第 1 行的宣告，這一行就是前面說的步驟 1：宣告委派型別。這行程式碼的意思是：定義一個名為 Predicate 的委派型別，而這個委派型別所要「包裝」的函式必須傳入一個字串，並傳回一個布林值，代表該字串是否符合比對條件。 注意我說「委派型別」，是的，雖然只有一行，但這寫法確實是在定義一個類別－－編譯器會將它編譯成一個繼承自 System.MulticastDelegate 的類別，而從這個父類別 MulticastDelegate 的名稱便可約略看出，這個委派型別的 instance（以下皆以「委派物件」稱之）可以一次引動（invoke）多個委派方法。這點稍後會再說明。

Find 方法需要傳入一個 Predicate 委派物件，它會用一個 for 迴圈逐一走訪串列中的每個字串，並透過該委派物件得知目前處理的字串是否符合呼叫端的比對條件。這也就是前面說的，StringList 的 Find 方法把字串比對的工作外包給呼叫端了，因為只有呼叫端才知道它想要找甚麼樣的字串。

StringList 類別設計好之後，接著來看用戶端會怎麼使用這個類別。我們會看到前面所說的四個步驟中的後面三個步驟。

由於我們的 StringList 類別已經預先內建了三個字串："Apple"、"Mango"、"Banana"，所以我們可以直接示範尋找以 "go" 結尾的字串。 範例程式碼如下：

   1:  /// <summary>
   2:  /// 示範 C# 1.0 的委派寫法.
   3:  /// </summary>
   4:  public class DelegateDemoVer1
   5:  {
   6:      public void Run()
   7:      {
   8:          StringList fruits = new StringList();
   9:  
  10:          Predicate p = new Predicate(FindMango); // 步驟 3: 建立委派物件
  11:  
  12:          string s = fruits.Find(p);
  13:  
  14:          Console.WriteLine(s);
  15:      }
  16:  
  17:      // 步驟 2: 撰寫符合委派型別所宣告的委派方法。
  18:      bool FindMango(string s)
  19:      {
  20:          return s.EndsWith("go");
  21:      }
  22:  }

注意第 10 行，也就是建立委派物件的程式碼，這行可以這樣理解：建立一個委派物件，這個委派物件會記住（保存）你提供的函式（此處即為 FindMango 方法），以便將來需要時可以呼叫它。但是，前面提過，委派型別是繼承自 System.MulticastDelegate 類別，這隱約透露著委派物件不只能記住一個函式。事實上，委派物件內部有一個串列，所以它能夠存放多個函式參考。如果你還是覺得不太明白，不妨把委派物件想像成一個代理人，這個代理人手上有一份工作清單，而你可以任意加入多項工作到這份清單裡，到時候只要呼叫這個代理人的 Invoke 方法，它就會逐一執行工作清單中的每一項任務。

以剛才的第 10 行程式碼來說，其作用就只是交代一項工作（指定一個函式參考）而已。如果要加入多項工作，就必須使用另一個運算子：+=。例如：

   Predicate p = new Predicate(FindMango);

   p += new Predicate(FindApple);

   p += new Predicate(FindMango);    

其記憶體布局如下圖所示：



我刻意重複加入了 FindMango，是為了強調：委派物件的呼叫清單不會濾掉重複的函式參考，亦即同一個函式可以重複加入多次。當你呼叫委派物件的 Invoke 方法，它就會逐一呼叫清單中的每一個函式。另外要牢記的是：在撰寫程式時，程式的執行結果絕對不可依賴這些委派函式的執行順序；它們的執行順序不見得是你認為的那樣。喔對了，既然有 +=，當然也有 -=；二者寫法相同，只是前者會將函式參考加入呼叫清單，後者則是從清單中移除函式參考。

以上就是 .NET 委派程式設計的基本觀念，也是 .NET 事件訂閱／發行的程式設計模型的基礎。我想談到這裡應該差不多了，接著來看 C# 2.0 和 3.0 的寫法。

C# 2.0 的寫法

C# 2.0 在建立委派物件的語法可以更簡潔、也更直覺。例如前面範例的第 10 行可以改成這樣：

  10:  Predicate p = FindMango; // 步驟 3: 建立委派物件