Тип делегата .Net

Перед тем как дать формальное определение делегата .NET, давайте обсудим соответствующие перспективы. В Windows API для создания объектов, называемых функциями обратного вызова,предполагается использовать указатели функций (подобные указателям C). Используя обратный вызов, программисты могут создавать функции, возвращающие информацию другим функциям в приложении в ответ на их вызов.

Проблема стандартных функций обратного вызова, подобных C, заключается в том, что такие функции, по сути, мало отличаются от простой ссылки на адрес в памяти. В идеале функции обратного вызова могли бы содержать дополнительную обеспечивающую безопасность информацию о числе (и типах) параметров и возвращаемом значении для соответствующего метода. К сожалению, для традиционных функций обратного вызова это не так, и, как вы можете догадаться, (именно это часто оказывается причиной дефектов, которые проявляются в среде выполнения и которые трудно устранить.

Тем не менее, возможность обратного вызова является полезной. В .NET Framework обратный вызов поддерживается» и соответствующие функциональные возможности реализуются с помощью более безопасных методов делегата, что обеспечивает более совершенный объектно-ориентированный подход. В сущности, делегат - это обеспечивающий типовую безопасность объект, указывающий на другой метод или, возможно, несколько методов в приложении, которые могут быть вызваны с помощью делегата позже. Точнее, тип делегата хранит три следующих элемента информации:

• имя метода, к которому должен обращаться вызов;

• аргументы метода (если таковые имеются);

• возвращаемое значение метода (если таковое предполагается).

Замечание. В отличие от указателей функций C(++), делегаты .NET могут указывать на статические методы и на методы экземпляра.

После создания делегата и получения вышеуказанной информации делегат может динамически в среде выполнения вызывать методы, на которые он указывает. Вы убедитесь, что в .NET Framework каждый делегат .NET (в том числе и ваши пользовательские делегаты) автоматически наделяется способностью вызывать свои методы синхронно или асинхронно. Это очень упрощает задачи программирования, поскольку позволяет вызвать метод во вторичном потоке выполнения без явного создания объекта Thread и управления им вручную. Мы рассмотрим асинхронное поведение типов делегата в ходе нашего исследования пространства имен System.Threading в главе 14.

Определение делегата в c#

Чтобы создать делегат в C#, вы должны использовать ключевое слово delegate. Имя делегата может быть любым. Однако делегат должен соответствовать методу, на который этот делегат будет указывать. Предположим, например, что нам нужно создать делегат с именем BinaryOp, который сможет указывать на любой метод, возвращающий целое число и имеющий целочисленные входные параметры.

// Этот делегат может указывать на любой метод,

// принимающий два целых значения

// и возвращающий целое значение.

public delegate int BinaryOp(int x, int y);

При обработке типов делегата компилятор C# автоматически генерирует изолированный класс, являющийся производным от System.MulticastDelegate. Этот класс (вместе с базовым классом System.Delegate) обеспечивает делегату необходимую инфраструктуру, позволяющую поддерживать список методов, которые должны быть вызваны позднее. Например, если рассмотреть содержимое делегата BinaryOp с помощью ildasm.exe, вы увидите элементы, показанные на рис. 8.2.

Рис. 8.2. Ключевое слово delegate в C# представляет изолированный тип, производный от System.MulticastDelegate

Как видите, генерируемый здесь класс BinaryOp определяет три открытых метода. Метод Invoke() можно назвать главным, поскольку он используется для синхронного вызова методов, поддерживаемых типом делегата, и синхронность здесь означает то, что вызывающая сторона для продолжения работы должна ожидать завершения вызова. Весьма странным кажется тот факт, что синхронный метод Invoke() в C# нельзя вызвать непосредственно. Чуть позже будет продемонстрировано, как Invoke() вызывается опосредованно с помощью соответствующей синтаксической конструкции.

Методы BeginInvoke() и EndInvoke() обеспечивает возможность асинхронного вызова текущего метода во вторичном потоке выполнения. Если у вас есть опыт работы с многопоточными приложениями, вы должны знать, что одной из главных причин, по которым разработчики создают вторичные потоки, является вызов методов, для выполнения которых требуется много времени. И хотя библиотеки базовых классов .NET предлагают целое пространство имен (System.Threading), специально предназначенное для решения задач многопоточного программирования, с помощью делегатов соответствующие функциональные возможности использовать проще.

Но откуда компилятор "знает", как определять методы Invoke(), BeginInvoke() и EndInvoke()? Чтобы понять суть процесса, рассмотрим пример автоматически генерируемого типа класса BinаrуОр (полужирным шрифтом здесь обозначены элементы, заданные определяемым типом делегата).

sealed class BinaryOp: System.MulticastDelegate {

 public BinaryOp(object target, uint functionAddress);

 public void Invoke(int x, int y);

 public IAsyncResult BeginInvoke(int x, int y, AsyncCallback cb, object state);

 public int EndInvoke(IAsyncResult result);

}

Во-первых, обратите внимание на то, что параметры и возвращаемое значение определяемого здесь метода Invoke() соответствуют определению делегата BinaryOp. Первые параметры членов BeginInvoke() (в данном случае это два целых числа) тоже соответствуют определению делегата BinaryOp, однако BeginInvoke() всегда имеет еще два параметра (типа AsyncCallback и object), которые используются для асинхронного вызова методов. Наконец, возвращаемое значение метода EndInvoke() тоже соответствует исходной декларации делегата, а единственным параметром метода является объект, реализующий интерфейс IAsyncResult.

Рассмотрим еще один пример. Предположим, что мы определили тип делегата, который позволяет указать на любой метод, возвращающий строку и имеющий три входных параметра System.Boolean.

public delegate string MyDelegate(bool a, bool b, bool c);

На этот раз автоматически генерируемый класс выглядит так.

sealed class MyDelegate : System.MulticastDelegate {

 public MyDelegate(object target, uint functionAddress);

 public string Invoke(bool a, bool b, bool c);

 public IAsyncResult BeginInvoke(bool a, bool b, bool c, AsyncCallback cb, object state);

 public string Endlnvoke(IAsyncResult result);

}

Делегаты могут также "указывать" на методы, содержащие любое число параметров out или ref. В качестве примера рассмотрим следующий тип делегата.

public delegate string MyOtherDelegate(out bool a, ref bool b, int c);

Сигнатуры методов Invoke() и BeginInvoke() выглядят так, как и ожидается, но обратите внимание на метод EndInvoke(), который теперь включает и все аргументы out/ref, определенные типом делегата.

sealed class MyOtherDelegate : System.MulticastDelegate {

 public MyOtherDelegate (object target, uint functionAddress);

 public string Invoke(out bool a, ref bool b, int c);

 public IAsyncResult BeginInvoke(out bool a, ref bool b, int c, AsyncCallback cb, object state);

 public string EndInvoke(out bool a, ref bool b, IAsyncResult result);

}

Итак, в результате определения делегата в C# компилятор генерирует изолированный класс с тремя методами, для которых возвращаемые значения и типы параметров соответствуют декларации делегата. Следующий псевдокод приближенно описывает соответствующий базовый шаблон.

// Это только псевдокод!

public sealed class ИмяДелегата : System.MulticastDelegate {

 public ИмяДелегата(object target, uint functionAddress);

 public возвращаемоеЗначениеДелегата Invoke(всеПараметрыДелегата);

 public IAsyncResult BeginInvoke(всеПараметрыДелегата, AsyncCallback cb, object state);

 public возвращаемоеЗначениеДелегата EndInvoke(всеПараметрыRefOutДелегата, IAsyncResult result);

}