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Delegate、Predicate、Action和Func

2019-11-17 03:14:22
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供稿:网友

Delegate、PRedicate、Action和Func

写在前面

  • Delegate
  • Predicate
  • Action
  • Func
  • 逆变和协变

  先说下什么是委托(Delegate),委托在C#中是一种类型,和Class是一个级别,但是我们经常把它看做是一个方法。为什么是方法?准确的说应该是回调函数,在C运行时的qsort函数获取指向一个回调函数的指针,以便对数组中的元素进行排序。C#中提供了一种机制,就是委托,一种回调函数的机制

  在我们做项目的过程中,委托用到的地方很多,像线程中修改窗体的状态、窗体控件事件和异步操作已完成等,以前我们创建委托的时候用delegate关键字,而且也比较麻烦,自从C#4.0有了泛型,也就有了泛型委托,使用Predicate、Action和Func我们可以更好的创建委托。

Delegate

  我们以前定义一个委托可以这样:

 1         delegate Boolean delgate1(int item); 2         public void delgateCommon() 3         { 4             var d1 = new delgate1(delegateMethod1); 5             if (d1(1)) 6             { 7  8             } 9         }10         static bool delegateMethod1(int item)11         {12             return false;13         }

  通过上面简单的示例可以看到,先创建一个delgate1的委托类型,参数类型是int,返回值时bool,下面定义一个静态方法delegateMethod1,创建一个delgate1类型的实例,参数为delegateMethod1方法名,这个也成为订阅或是注册,为这个委托类型注册一个回调方法,下面就是调用了,我们在C#创建调用一个委托就是这么简单,其实是很复杂的,只不过这些工作是编译器帮我们做了。

  需要注意的是上面定义的回调方法是静态(static),如果我们创建的不是静态方法,也是可以,只不过调用的时候需要实例访问。

  静态方法都是通过关键字static来定义的,静态方法不需要实例这个对象就可以通过类名来访问这个对象。在静态方法中不能直接访问类中的非静态成员。而用实例方法则需要通过具体的实例对象来调用,并且可以访问实例对象中的任何成员。如果用委托绑定实例方法的话需要用实例对象来访问,所以我们在绑定实例方法到委托的时 候必须同时让委托得到实例对象的信息,这样才能在委托被回调的时候成功执行这个实例方法。也就是说,当绑定实例方法给委托的时候,参数会被设置为这个参数所在类型的实例对象。如果给委托绑定的是静态方法,那么这个参数将被设置为NULL。

  综上,委托既可以绑定静态方法也可以绑定实例方法,但是在绑定实例方法的时候,delegate的target属性就被设置为指向这个实例方法所属类型的一个实例对象。当绑定静态方法时,delegate的target属性就给NULL。

  废话说的有点多,下面我们看下C#泛型委托,和结合一些匿名函数,lambda表达式的应用,其实就是一些特殊的委托。

Predicate

 1     // 摘要: 2     //     表示定义一组条件并确定指定对象是否符合这些条件的方法。 3     // 4     // 参数: 5     //   obj: 6     //     要按照由此委托表示的方法中定义的条件进行比较的对象。 7     // 8     // 类型参数: 9     //   T:10     //     要比较的对象的类型。11     //12     // 返回结果:13     //     如果 obj 符合由此委托表示的方法中定义的条件,则为 true;否则为 false。14     public delegate bool Predicate<in T>(T obj);

  可以看到Predicate的签名是一个泛型参数,返回值是bool。需要注意的是T前面的in表示什么意思?请点这里。代码可以这样写:

 1         public void delgatePredicate() 2         { 3             var d1 = new Predicate<int>(delegateMethod2); 4             if (d1(1)) 5             { 6  7             } 8         } 9         static bool delegateMethod2(int item)10         {11             return false;12         }

  可以看到使用Predicate创建委托简化了好多,我们可以自定义参数,但是只能有一个,而且返回值必须是bool类型,是不是感觉限制太多了?无返回值或是多个参数怎么办?请看下面。

Action

 1     // 摘要: 2     //     封装一个方法,该方法具有两个参数并且不返回值。 3     // 4     // 参数: 5     //   arg1: 6     //     此委托封装的方法的第一个参数。 7     // 8     //   arg2: 9     //     此委托封装的方法的第二个参数。10     //11     // 类型参数:12     //   T1:13     //     此委托封装的方法的第一个参数类型。14     //15     //   T2:16     //     此委托封装的方法的第二个参数类型。17     [TypeForwardedFrom("System.Core, Version=3.5.0.0, Culture=Neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089")]18     public delegate void Action<in T1, in T2>(T1 arg1, T2 arg2);

  上面是Action两个泛型参数的签名,最多支持十六个泛型参数,可以看到Action无返回值,创建代码如下:

 1         public void delgateAction() 2         { 3             var d1 = new Action<int>(delegateMethod3); 4             var d2 = new Action<int, string>(delegateMethod4); 5             d1(1); 6             d2(1, ""); 7         } 8         static void delegateMethod3(int item) 9         {10         }11         static void delegateMethod4(int item, string str)12         {13         }

  如果我们想创建的委托类型是有多个参数,而且必须要有返回值,我们怎么办?请看下面。

Func

 1     // 摘要: 2     //     封装一个具有两个参数并返回 TResult 参数指定的类型值的方法。 3     // 4     // 参数: 5     //   arg1: 6     //     此委托封装的方法的第一个参数。 7     // 8     //   arg2: 9     //     此委托封装的方法的第二个参数。10     //11     // 类型参数:12     //   T1:13     //     此委托封装的方法的第一个参数类型。14     //15     //   T2:16     //     此委托封装的方法的第二个参数类型。17     //18     //   TResult:19     //     此委托封装的方法的返回值类型。20     //21     // 返回结果:22     //     此委托封装的方法的返回值。23     [TypeForwardedFrom("System.Core, Version=3.5.0.0, Culture=Neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089")]24     public delegate TResult Func<in T1, in T2, out TResult>(T1 arg1, T2 arg2);

  上面是Func两个参数,一个返回值的签名,和Action一样最多支持十六个返回值,唯一的区别是Func支持自定义返回值类型,也可以看到T1、T2前修饰符是in,TResult前的修饰符是out,这个下面有说明。创建调用代码:

 1         public void delgateFunc() 2         { 3             string hiddenMethodString = ""; 4             var d1 = new Func<int, bool>(delegateMethod5); 5             var d2 = new Func<int, string, string>(delegate(int item, string str) 6                 { 7                     return hiddenMethodString;//匿名方法,好处:可读性更好,可以访问当前上下文 8                 }); 9             var d3 = new Func<string, string>((a) => {10                 return a;//lambda表达式,a作为参数,自动判断类型,如果单条语句,省略{}11             });12             d1(1);13             d2(1, "");14             d3("");15         }16         static bool delegateMethod5(int item)17         {18             return true;19         }

  上面的代码中我们使用和匿名方法和lambda表达式,可以看出其中的好处,省略创建方法的过程,代码更简洁,在Func中使用lambda表达式是很常见的,匿名方法有个好处就是可以访问上下文中的变量,比如hiddenMethodString,关于匿名方法和lambda表达式在这就不做解读了,其实就是一种语法规范,随着C#的发展,也不断在发展变化中。

  完整示例代码:

 1 using System; 2 using System.Collections.Generic; 3 using System.Linq; 4 using System.Text; 5  6 namespace Predicate_Action_Func 7 { 8     class Program 9     {10         static void Main(string[] args)11         {12             delgateCommon();13         }14 15         #region 常规委托16         delegate Boolean delgate1(int item);17         public void delgateCommon()18         {19             var d1 = new delgate1(delegateMethod1);20             if (d1(1))21             {22                 Console.WriteLine("111");23             }24         }25         bool delegateMethod1(int item)26         {27             return true;28         }29         #endregion30 31         #region Predicate委托-自定义参数(参数只能一个)32         public void delgatePredicate()33         {34             var d1 = new Predicate<int>(delegateMethod2);35             if (d1(1))36             {37 38             }39         }40         static bool delegateMethod2(int item)41         {42             return false;43         }44         #endregion45 46         #region Action委托-自定义参数(参数为多个,多类型,但无返回值)47         public void delgateAction()48         {49             var d1 = new Action<int>(delegateMethod3);50             var d2 = new Action<int, string>(delegateMethod4);51             d1(1);52             d2(1, "");53         }54         static void delegateMethod3(int item)55         {56         }57         static void delegateMethod4(int item, string str)58         {59         }60         #endregion61 62         #region Func委托-自定义参数(参数为多个,多类型,但有返回值)63         public void delgateFunc()64         {65             string hiddenMethodString = "";66             var d1 = new Func<int, bool>(delegateMethod5);67             var d2 = new Func<int, string, string>(delegate(int item, string str)68                 {69                     return hiddenMethodString;//匿名方法,好处:可读性更好,可以访问当前上下文70                 });71             var d3 = new Func<string, string>((a) => {72                 return a;//lambda表达式,a作为参数,自动判断类型,如果单条语句,省略{}73             });74             d1(1);75             d2(1, "");76             d3("");77         }78         static bool delegateMethod5(int item)79         {80             return true;81         }82         #endregion83     }84 }
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逆变和协变

什么是逆变性、协变性?

  我们这样创建和调用委托:

 1         delegate object delgate1(FieldaccessException item); 2         public void delgateCommon() 3         { 4             var d1 = new delgate1(delegateMethod1); 5             Console.WriteLine(d1(new FieldAccessException())); 6
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