Глава 17. Делегаты и события
17.1. Синтаксис делегатов
Напомним, что в качестве типов в языке С# выступают: класс, структура, перечисление, интерфейс и делегат. Рассмотрим делегаты, назначение которых – представлять в программе методы (функции). Делегаты используются в .NET механизмом обработки событий.
Стандарт языка С# выделяет три этапа применения делегатов: определение (объявление) делегата как типа, создание экземпляра делегата (инстанцирование), обращение к экземпляру делегата (вызов делегата). Обратите внимание, что определение делегата не создает его экземпляр, а только вводит тип, на основе которого впоследствии могут быть созданы экземпляры делегата.
В литературе (см., например, [8]) отмечается связанная с делегатами терминологическая проблема. Если типом является класс, то экземпляр этого типа называют объектом. Для делегатов и тип и его экземпляр зачастую называют одним термином. Чтобы избежать неоднозначного истолкования, нужно учитывать контекст, в котором термин "делегат" использован. При затруднениях постараемся использовать термин тип-делегат для обозначения типа, а экземпляр этого типа будем называть экземпляром делегата. По нашему мнению неудачно называть экземпляр делегата объектом. Объект в программировании по установившейся традиции принято наделять участком памяти, что не свойственно экземпляру делегата. У делегата никогда нет членов-полей.
Подобно тому, как тип конкретного массива, например, long[ ], создаётся на основе базового класса Array, каждый делегат-тип является наследником системного класса System.Delegate. От этого базового класса каждый делегат-тип наследует конструктор и некоторые члены, о которых чуть позже.
Синтаксис определения (объявления) делегата-типа:
модификаторыopt delegate тип_результата имя_делегата (спецификация_параметров);
Необязательные модификаторы объявления делегата: new, public, protected, internal, private.
delegate – служебное слово, вводящее тип делегата.
тип_результата – обозначение типа значений, возвращаемых методами,
которые будет представлять делегат.имя_делегата – выбранный программистом идентификатор для обозначения конкретного типа делегатов.
спецификация_параметров – список спецификаций параметров тех методов, которые будет представлять делегат.
Делегат может быть объявлен как локальный тип класса или структуры либо как декларация верхнего уровня в единице компиляции. Модификатор new применим только для делегатов, локализованных в классе или структуре.
Примеры определений делегатов-типов:
public delegate int[] Row(int num);
public delegate void Print(int[] ar);
Эти два определения вводят два разных типа делегатов. Тип с именем Row и тип с именем Print. Экземпляр делегата Row может представлять метод с целочисленным параметром, возвращающий ссылку на одномерный целочисленный массив. Объект делегата Print может представлять метод, параметр которого – ссылка на целочисленный массив. Метод, представляемый объектом делегата Print, не может возвращать никакого значения.
Так как делегат это тип ссылок, то, определив делегат, можно применять его для создания переменных-ссылок. Синтаксис определения ссылок традиционен:
имя_делегата имя_ссылки;
Используя введенные делегаты, можно так определить ссылки:
Row delRow; // Ссылка с типом делегата Row
Print delPrint; // Ссылка с типом делегата Print
После такого определения ссылки delRow, delPrint имеют неопределенные значения (null). С каждой из этих ссылок можно связать экземпляр соответствующего типа делегатов. Экземпляр делегата создается конструктором делегата, обращение к которому выполняется из выражения с операцией new. При обращении к конструктору в качестве аргумента необходимо использовать имя метода с тем же типом возвращаемого значения и с той же спецификацией параметров, которые указаны в определении делегата. Этот метод в дальнейшем будет доступен для вызова через ссылку на экземпляр делегата.
Обратите внимание, что в объявлении делегата нет необходимости определять его конструктор. Конструктор в определение делегата компилятор встраивает автоматически. При обращении к конструктору в качестве аргумента можно использовать:
метод класса (имя метода, уточненное именем класса);
метод объекта (имя метода, уточненное именем объекта);
ссылку на уже существующий в программе экземпляр делегата.
Экземпляр делегата может представлять как метод класса, так и метод
объекта. Однако в обоих случаях метод должен соответствовать по типу возвращаемого значения и по спецификации параметров объявлению делегата.
Как уже упомянуто, определение типа делегатов может размещаться в пространстве имен наряду с другими объявлениями классов и структур. В этом случае говорят о внешнем размещении определения делегата. Кроме того, определения делегатов могут входить в объявления классов и структур. В этом случае имеет место локализация делегата.
Приведем пример использования введенных выше делегатов и соответствующих ссылок. В следующей программе нет никакой защиты отневерных данных. Например, нельзя допускать, чтобы аргумент метода series() оказался отрицательным.
// 17_01.cs – Делегаты. Их внешнее определение...
public delegate int[] Row(int num); // делегат-тип
public delegate void Print(int[] ar); // делегат-тип
public class Example
{
// Метод возвращает массив цифр целого числа-параметра.
public static int[] series(int num)
{
int arLen = (int)Math.Log10(num) + 1;
int[] res = new int[arLen];
for (int i = arLen-1; i >= 0; i--)
{
res[i] = num % 10;
num /= 10;
}
return res;
}
// Метод выводит на экран значения элементов массива-параметра.
static public void display(int[] ar)
{
for (int i = 0; i < ar.Length; i++)
Console.Write("{0}\t", ar[i]);
Console. WriteLine();
}
} //End of Example
public static void Main()
{
Row delRow; // Ссылка на делегат
Print delPrint; // Ссылка на делегат
delRow = new Row(Example.series); // Экземпляр делегата
delPrint = new Print(Example.display); // Экземпляр делегата
int[] myAr = delRow(13579); // Вызов метода через делегата
delPrint(myAr); // Вызов метода через делегата
int[] newAr = { 11, 22, 33, 44, 55, 66 };
delPrint(newAr); // Вызов метода через делегата
Example.display(myAr); // Явное обращение к методу
Console.WriteLine("delRow is equals {0}.", delRow.Method);
Console.WriteLine("delPrint is equals {0}.", delPrint.Method);
}
В одном пространстве имен объявлены два делегата-типа, класс Program с методом Main() и класс Example с двумя статическими методами. Метод int[] series(int num) может быть представлен экземпляром делегата Row, а метод void display(int[] ar) соответствует делегату Print. В функции Main() определены ссылки delRow и delPrint, которые затем "настраиваются" на экземпляры делегатов Row и Print. При создании экземпляров делегатов в качестве аргументов конструкторов использованы уточненные имена статических методов Example.series и Example.display. Теперь ссылка delRow представляет метод example. series(), а ссылка delPrint - метод Example.display(). Самое важное то, что к названным методам можно обращаться через соответствующие им ссылки на экземпляры делегатов. Именно это демонстрируют следующие ниже операторы программы.
Результат выполнения программы: