Начнем с определения понятия делегата. Попросту го воря, делегат представляет собой объект, который может ссылаться на метод. Следовательно, когда создается делегат, то в итоге получается объект, содержащий ссылку на метод. Более того, метод можно вызывать по этой ссылке. Иными словами, делегат позволяет вызывать метод, на который он ссылается. Ниже будет показано, насколько действенным оказывается такой принцип.
Следует особо подчеркнуть, что один и тот же делегат может быть использован для вызова разных методов во время выполнения программы, для чего достаточно изменить метод, на который ссылается делегат. Таким образом, метод, вызываемый делегатом, определяется во время выполнения, а не в процессе компиляции. В этом, собственно, и заключается главное преимущество делегата.
ПРИМЕЧАНИЕ Если у вас имеется опыт программирования на C/C++, то вам полезно будет знать, что делегат в C# подобен указателю на функцию в C/C++.
Тип делегата объявляется с помощью ключевого слова delegate. Ниже приведена общая форма объявления делегата: delegate возвращаемый_тип имя(список_параметров);
где возвращаемыйтип обозначает тип значения, возвращаемого методами, которые будут вызываться делегатом; имя — конкретное имя делегата; списокпараметров — параметры, необходимые для методов, вызываемых делегатом. Как только будет соз дан экземпляр делегата, он может вызывать и ссылаться на те методы, возвращаемый тип и параметры которых соответствуют указанным в объявлении делегата.
Самое главное, что делегат может служить для вызова любого метода с соответству ющей сигнатурой и возвращаемым типом. Более того, вызываемый метод может быть методом экземпляра, связанным с отдельным объектом, или же статическим методом, связанным с конкретным классом. Значение имеет лишь одно: возвращаемый тип и сигнатура метода должны быть согласованы с теми, которые указаны в объявлении делегата.
Для того чтобы показать делегат в действии, рассмотрим для начала простой при мер его применения. // Простой пример применения делегата. using System; // Объявить тип делегата. delegate string StrMod(string str); class DelegateTest { // Заменить пробелы дефисами. static string ReplaceSpaces(string s) { Console.WriteLine("Замена пробелов дефисами."); return s.Replace(' ', '-'); } // Удалить пробелы. static string RemoveSpaces(string s) { string temp = ""; int i; Console.WriteLine("Удаление пробелов."); for(i=0; i < s.Length; i++) if(s[i] != ' ') temp += s[i]; return temp; } // Обратить строку. static string Reverse(string s) { string temp = ""; int i, j; Console.WriteLine("Обращение строки."); for(j=0, i=s.Length-1; i >= 0; i--, j++) temp += s[i]; return temp; } static void Main() { // Сконструировать делегат. StrMod strOp = new StrMod(ReplaceSpaces); string str; // Вызвать методы с помощью делегата. str = strOp("Это простой тест."); Console.WriteLine("Результирующая строка: " + str); Console.WriteLine(); strOp = new StrMod(RemoveSpaces); str = strOp("Это простой тест."); Console.WriteLine("Результирующая строка: " + str); Console.WriteLine(); strOp = new StrMod(Reverse); str = strOp("Это простой тест."); Console.WriteLine("Результирующая строка: " + str); } }
Вот к какому результату приводит выполнение этого кода. Замена пробелов дефисами. Результирующая строка: Это-простой-тест. Удаление пробелов. Результирующая строка: Этопростойтест. Обращение строки. Результирующая строка: .тсет йотсорп отЭ
Рассмотрим данный пример более подробно. В его коде сначала объявляется деле гат StrMod типа string, как показано ниже. delegate string StrMod(string str);
Как видите, делегат StrMod принимает один параметр типа string и возвращает одно значение того же типа.
Далее в классе DelegateTest объявляются три статических метода с одним пара метром типа string и возвращаемым значением того же типа. Следовательно, они со ответствуют делегату StrMod. Эти методы видоизменяют строку в той или иной фор ме. Обратите внимание на то, что в методе ReplaceSpaces() для замены пробелов дефисами используется один из методов типа string — Replace().
В методе Main() создается переменная экземпляра strOp ссылочного типа StrMod и затем ей присваивается ссылка на метод ReplaceSpaces(). Обратите особое внима ние на следующую строку кода. StrMod strOp = new StrMod(ReplaceSpaces);
В этой строке метод ReplaceSpaces() передается в качестве параметра. При этом указывается только его имя, но не параметры. Данный пример можно обобщить: при получении экземпляра делегата достаточно указать только имя метода, на который должен ссылаться делегат. Ясно, что сигнатура метода должна совпадать с той, что указана в объявлении делегата. В противном случае во время компиляции возникнет ошибка.
Далее метод ReplaceSpaces() вызывается с помощью экземпляра делегата strOp, как показано ниже. str = strOp("Это простой тест.");
Экземпляр делегата strOp ссылается на метод ReplaceSpaces(), и поэтому вы зывается именно этот метод.
Затем экземпляру делегата strOp присваивается ссылка на метод RemoveSpaces(), и с его помощью вновь вызывается указанный метод — на этот раз RemoveSpaces(). И наконец, экземпляру делегата strOp присваивается ссылка на метод Reverse(). А в итоге вызывается именно этот метод.
Главный вывод из данного примера заключается в следующем: в тот момент, когда происходит обращение к экземпляру делегата strOp, вызывается метод, на который он ссылается. Следовательно, вызов метода разрешается во время выполнения, а не в процессе компиляции. Групповое преобразование делегируемых методов
Еще в версии C# 2.0 было внедрено специальное средство, существенно упрощаю щее синтаксис присваивания метода делегату. Это так называемое групповое преобразо вание методов, позволяющее присвоить имя метода делегату, не прибегая к оператору new или явному вызову конструктора делегата.
Ниже приведен метод Main() из предыдущего примера, измененный с целью про демонстрировать групповое преобразование методов. static void Main() { // Сконструировать делегат, используя групповое преобразование методов. StrMod strOp = ReplaceSpaces; // использовать групповое преобразование методов string str; // Вызвать методы с помощью делегата, str = strOp("Это простой тест."); Console.WriteLine("Результирующая строка: " + str); Console.WriteLine(); strOp = RemoveSpaces; // использовать групповое преобразование методов str = strOp("Это простой тест."); Console.WriteLine("Результирующая строка: " + str); Console.WriteLine(); strOp = Reverse; // использовать групповое преобразование методов str = strOp("Это простой тест."); Console.WriteLine("Результирующая строка: " + str); Console.WriteLine(); }
Обратите особое внимание на то, как создается экземпляр делегата strOp и как ему присваивается метод ReplaceSpaces в следующей строке кода. strOp = RemoveSpaces; // использовать групповое преобразование методов
В этой строке кода имя метода присваивается непосредственно экземпляру деле гата strOp, а все заботы по автоматическому преобразованию метода в тип делегата "возлагаются" на средства С#. Этот синтаксис может быть распространен на любую ситуацию, в которой метод присваивается или преобразуется в тип делегата.
Синтаксис группового преобразования методов существенно упрощен по сравне нию с прежним подходом к делегированию, поэтому в остальной части книги исполь зуется именно он. Применение методов экземпляра в качестве делегатов
В предыдущем примере использовались статические методы, но делегат может ссылаться и на методы экземпляра, хотя для этого требуется ссылка на объект. Так, ниже приведен измененный вариант предыдущего примера, в котором операции со строками инкапсулируются в классе StringOps. Следует заметить, что в данном слу чае может быть также использован синтаксис группового преобразования методов. // Делегаты могут ссылаться и на методы экземпляра. using System; // Объявить тип делегата. delegate string StrMod(string str); class StringOps { // Заменить пробелы дефисами. public string ReplaceSpaces (string s) { Console.WriteLine("Замена пробелов дефисами."); return s.Replace(' ', '-'); } // Удалить пробелы. public string RemoveSpaces(string s) { string temp = ""; int i; Console.WriteLine("Удаление пробелов."); for(i=0; i < s.Length; i++) if(s[i] != ' ') temp += s[i]; return temp; } // Обратить строку. public string Reverse(string s) { string temp = ""; int i, j; Console.WriteLine("Обращение строки."); for(j=0, i=s.Length-1; i >= 0; i--, j++) temp += s[i]; return temp; } } class DelegateTest { static void Main() { StringOps so = new StringOps(); // создать экземпляр // объекта класса StringOps // Инициализировать делегат. StrMod strOp = so.ReplaceSpaces; string str; // Вызвать методы с помощью делегатов. str = strOp("Это простой тест."); Console.WriteLine("Результирующая строка: " + str); Console.WriteLine(); strOp = so.RemoveSpaces; str = strOp("Это простой тест."); Console.WriteLine("Результирующая строка: " + str); Console.WriteLine(); strOp = so.Reverse; str = strOp("Это простой тест."); Console.WriteLine("Результирующая строка: " + str); } }
Результат выполнения этого кода получается таким же, как и в предыдущем при мере, но на этот раз делегат обращается к методам по ссылке на экземпляр объекта класса StringOps. Групповая адресация
Одним из самых примечательных свойств делегата является поддержка групповой адресации. Попросту говоря, групповая адресация — это возможность создать список, или цепочку вызовов, для методов, которые вызываются автоматически при обращении к делегату. Создать такую цепочку нетрудно. Для этого достаточно получить экзем пляр делегата, а затем добавить методы в цепочку с помощью оператора + или +=. Для удаления метода из цепочки служит оператор - или -=. Если делегат возвращает значение, то им становится значение, возвращаемое последним методом в списке вы зовов. Поэтому делегат, в котором используется групповая адресация, обычно имеет возвращаемый тип void.
Ниже приведен пример групповой адресации. Это переработанный вариант предыдущих примеров, в котором тип значений, возвращаемых методами манипули рования строками, изменен на void, а для возврата измененной строки в вызывающую часть кода служит параметр типа ref. Благодаря этому методы оказываются более приспособленными для групповой адресации. // Продемонстрировать групповую адресацию. using System; // Объявить тип делегата. delegate void StrMod(ref string str); class MultiCastDemo { // Заменить пробелы дефисами. static void ReplaceSpaces(ref string s) { Console.WriteLine("Замена пробелов дефисами."); s = s.Replace(' ', '-'); } // Удалить пробелы. static void RemoveSpaces(ref string s) { string temp = ""; int i; Console.WriteLine("Удаление пробелов."); for(i=0; i < s.Length; i++) if(s[i] != ' ') temp += s[i]; s = temp; } // Обратить строку. static void Reverse(ref string s) { string temp = ""; int i, j; Console.WriteLine("Обращение строки."); for(j=0, i=s.Length-1; i >= 0; i--, j++) temp += s[i]; s = temp; } static void Main() { // Сконструировать делегаты. StrMod strOp; StrMod replaceSp = ReplaceSpaces; StrMod removeSp = RemoveSpaces; StrMod reverseStr = Reverse; string str = "Это простой тест."; // Организовать групповую адресацию. strOp = replaceSp; strOp += reverseStr; // Обратиться к делегату с групповой адресацией. strOp(ref str); Console.WriteLine("Результирующая строка: " + str); Console.WriteLine(); // Удалить метод замены пробелов и добавить метод удаления пробелов. strOp -= replaceSp; strOp += removeSp; str = "Это простой тест."; // восстановить исходную строку // Обратиться к делегату с групповой адресацией. strOp (ref str); Console.WriteLine("Результирующая строка: " + str); Console.WriteLine(); } }