C# ~ 从委托事件到观察者模式 - Observer

2022-09-29 17:59:09

委托和事件的部分基础知识可参见 C#/.NET 基础学习之 [委托-事件] 部分；

参考
[1]. 初识事件到自定义事件；
[2]. 从类型不安全的委托到类型安全的事件；
[3]. 函数指针 ~ C#中的委托(Delegate)和事件(Event)；
[4]. C# 中的委托和事件 - 张子阳；
　 C# 中的委托和事件（续） - 张子阳；

委托

　委托本质是一个密封类，定义方法的类型，将方法作为方法的参数。委托包含一个具有相同签名和返回值类型的有序的方法列表（调用列表）。
　委托声明：public delegate void MyDel(string str)；编译结果为:

public sealed class MyDel : System.MulticastDelegate

{

   public MyDel(object @object, IntPtr method);

   public virtual void Invoke(string str);

   public virtual void EndInvoke(IAsyncResult res);

   public virtual IAsyncResult BeginInvoke(string str, AsyncCallback callback, object @object);

}

扩展：自定义委托类 MyDel 继承于类 MulticastDelegate，MulticastDelegate 类是 System.Delegate 的子类，支持多路广播委托并维护对应的委托列表。两个常用 public 属性：
　·　Target：委托调用的方法所属的类实例的引用，若方法是静态方法，则为 null；
　·　Method：委托所表示的方法的信息；
构造函数中的参数：object 为对象实例的引用，methodPtr 用于标识回调方法，分别对应 Target 和 Method。一个常用 public 方法：
　·　public Delegate[] GetInvocationList()；委托的调用列表中方法的数组；
参考：C# - 委托链；委托的本质论；　

1.　创建委托（对象）

 [修饰符] delegate 返回值类型 MyDel(参数列表);

 MyDel objDel1 = new MyDel(obj.实例方法);   或 MyDel objDel1 = obj.实例方法;

 MyDel objDel2 = new MyDel(Class.静态方法); 或 MyDel objDel2 = Class.静态方法;

　　·　为委托对象分配内存；
　　·　把方法添加到委托对象的调用列表中；

2.　组合委托 (Combining Delegate)

　委托是恒定的，委托对象被创建后就不会再被改变。委托组合拷贝的是操作数的副本，只有相同类型的委托才可以组合。委托的组合和移除分别用"+"和"-"；

  MyDel objDel = objDel1 + objDel2;

3.　调用委托

 objDel(参数列表); 或 objDel.Invoke(参数列表);

　用于调用委托的参数会去调用调用列表中的每个方法。
　　·　调用带返回值的委托：委托调用的返回值是其调用列表中最后一个方法的返回值。
　　·　调用带引用参数的委托：调用委托的参数会随着调用列表中方法的调用而改变。
　注：Invoke 是同步方法，BeginInvoke/EndInvoke 是异步方法，但其调用者 myDel 的调用列表有且只能用一个方法，而 Invoke 没有这个限制。Invoke and BeginInvoke 介绍；

 IAsyncResult res = myDel.BeginInvoke(委托的参数列表, null, null);

 myDel.EndInvoke(res);

4.　匿名委托

　匿名委托可以访问其所在方法的局部变量，具体 .Net委托和事件 - 匿名委托部分；　

5.　Action<> 和 Func<> 以及 Predicate<>

　将委托的声明和赋值合并，进一步简化。Action<>没有返回值，Func<>有返回值。

  // 委托的几种赋值方法均可用在此处

  Func<int,bool> myDel = (Lambda表达式);

  Func<int,bool> myDel = new Func<int,bool>(函数名);

　 Predicate<T> 是返回 bool 的泛型委托，可以理解为 Func<T，bool>的泛型委托的别名，多用于查询的条件表达式。
　
　参考
　[1]. 从委托到匿名委托到Lambda表达式再到 Action<>和Func<>；
　[2]. 深入分析委托与事件；

事件

　参考：深入理解事件的本质；
　对象一是事件产生者或发送者，对象二是事件接收者或订阅者，对象一产生消息，对象二响应并处理消息（事件/消息机制）。
　event 是 delegate 的高级形式，事件封装了委托，委托封装了方法。事件包含一个私有委托，事件提供对私有控制委托的结构化访问，当事件触发时，调用委托来依次调用调用列表中的方法。在事件中，委托是事件的发起者 sender 将 EventArgs 传递给处理者的管道。

1.　事件声明

　保存和调用事件处理程序。

public [static] event 委托类型 Notify;

　推荐使用：事件使用标准的预定义委托类型

public delegate void EventHandler(object sender, EventArgs e);

2.　事件注册方法

　·　方法形式
　　[1]. 实例方法：publisher.Notify += subscriber.实例方法；
　　[2]. 静态方法：publisher.Notify += Subscriber.静态方法；
　·　委托形式
　　[1]. 实例方法：publisher.Notify += new EventHandler(subscriber.实例方法)；
　　[2]. 静态方法：publisher.Notify += new EventHandler(Subscriber.静态方法)；
　·　匿名方法
　　publisher.Notify += delegate(object source, EventArgs args) { … }；
　·　 Lambda表达式
　　publisher.Notify += (source, args) => { … }；
　注：publisher 是发布者类对象；subscriber 是订阅者类对象，Subscriber 是订阅者类。

3.　事件访问器（Event Accessor）

　事件访问器表现为 void 方法，add 和 remove 访问器均包含隐式值参数 value。通过为事件声明自定义的事件访问器，此时事件并未内嵌委托对象，需要自定义添加和移除注册事件的方法来自行封装一个委托的实例。事件的 add 和 remove 不能缺且必须有实现主体但可以为空。

　private MyEventHandler notify = null;   /// [1] 声明委托的实例

　public event MyEventHandler Notify      /// [2] 事件封装委托的实例

　{

　　　add      /// 增加

　　　{

　　　　　if (null != value)

　　　　　　　notify += value;

　　　}

　　　remove   /// 删除

　　　{

　　　　　Delegate[] funList = notify.GetInvocationList();   /// 获取调用列表

　　　　　if (-1 != Array.IndexOf(funList, value))

　　　　　　　notify -= value;

　　　}

　}

　参考
　[1]. 字段访问器 ~ 事件访问器 ~ 索引器；
　[2]. C# 事件访问器；

函数指针 vs 委托

　回调函数，Callback，在函数体内调用主调用函数中的函数。
　·　函数指针：保存函数的入口地址，作为函数的参数、用于调用函数；
　委托：保存函数的入口地址同时保存调用该函数的类/类实例的引用；
　·　委托扩展性更好，支持多播委托（MulitCast）和异步调用；

委托 vs 事件

　·　委托支持"+"和"-"、"+="和"-="、赋值运算符"="；事件仅仅支持"+="和"-="；
　·　 Delegate 是类（型），Event 是成员，Event 成员类型派生于 Delegate；
　·　委托常用来表达回调，事件表达外发的接口；
　·　委托：可以在类外部触发、允许直接通过委托调用相应的处理函数：委托对象(参数列表)；
　事件：只能在类内部触发、通过发布者类提供的 public 方法去调用。
　注：事件包含一个私有的委托对象。事件的封装性和易用性更好。

　public MyEventHandler Notify1;

　public event MyEventHandler Notify2;

　其实，Notify1 相当于 Class 里面的字段Field，访问级别 public ，Notify2 相当于属性Property，访问级别也是 public，但是，Notify2 内部封装了一个访问级别为 private 的委托对象！（带 event 关键字，编译之后，委托对象变成 private，并自动生成一个与委托对象对应的事件）
　属性封装字段，事件封装委托。
　　
　
　参考
　[1]. Event 详解；
　[2]. 谈 C# 中的 delegate - hyddd - 博客园；
　[3]. 不惧面试 - 关于委托；一个委托的例子；

观察者模式

　Observer Pattern，即 Subject-Observer，又称监听模式 (Source/Listener) 或发布-订阅模式(Publisher-Subscriber)，模式中的皇后。Observer 模式定义对象间的一（Subject）对多（Observer）的依赖关系，当一个对象状态改变时，依赖于它的其他对象会被自动告知并更新。Observer 模式一对多将依赖具体转化为依赖抽象，是一种松耦合的设计模式，但抽象类Subject仍然依赖于抽象类(接口)Observer。逻辑关系图：

　注：事件处理程序即被委托的方法。Observer 模式典例：报纸订阅、短信分发、热水器，可参考委托和事件详解 - 补充；

Java API 内置的观察者模式：

java.util.Observable -- Subject 被观察者
java.util.Observer -- Observer 观察者

参考：

设计模式学习笔记 - 观察者模式；

问题

·　如何限制事件只允许一个客户订阅？
将事件声明为 private，然后提供两个 public 方法用于注册和取消。或利用事件访问器。
·　如何获得多个订阅者的返回值？
利用 Delegate 类的静态方法 Delegate[] GetInvocationList()，委托/事件变量调用之，然后遍历包含委托方法的数组即可。

码农公寓

委托

1. 创建委托（对象）

2. 组合委托 (Combining Delegate)

3. 调用委托

4. 匿名委托

5. Action<> 和 Func<> 以及 Predicate<>

事件

1. 事件声明

2. 事件注册方法

3. 事件访问器（Event Accessor）