C# 中的委託和事件(2)

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委託、事件與Observer設計模式範例說明

上面的例子已不足以再進行下面的講解了，我們來看一個新的範例，因為之前已經介紹了很多的內容，所以本節的進度會稍微快一些：

假設我們有個高檔的熱水器，我們給它通上電，當水溫超過95度的時候：1、擴音器會開始發出語音，告訴你水的溫度；2、液晶屏也會改變水溫的顯示，來提示水已經快燒開了。

現在我們需要寫個程式來類比這個燒水的過程，我們將定義一個類來代表熱水器，我們管它叫：Heater，它有代表水溫的欄位，叫做temperature；當然，還有必不可少的給水加熱方法BoilWater()，一個發出語音警報的方法MakeAlert()，一個顯示水溫的方法，ShowMsg()。

namespace Delegate {
    class Heater {
    private int temperature; // 水溫
    // 燒水
    public void BoilWater() {
        for (int i = 0; i <= 100; i++) {
           temperature = i;

           if (temperature > 95) {
               MakeAlert(temperature);
               ShowMsg(temperature);
            }
        }
    }

    // 發出語音警報
    private void MakeAlert(int param) {
       Console.WriteLine("Alarm：嘀嘀嘀，水已經 {0} 度了：" , param);
    }
    
    // 顯示水溫
    private void ShowMsg(int param) {
       Console.WriteLine("Display：水快開了，當前溫度：{0}度。" , param);
    }
}

class Program {
    static void Main() {
       Heater ht = new Heater();
       ht.BoilWater();
    }
}
}

Observer設計模式簡介

上面的例子顯然能完成我們之前描述的工作，但是卻並不夠好。現在假設熱水器由三部分組成：熱水器、警報器、顯示器，它們來自於不同廠商並進行了組裝。那麼，應該是熱水器僅僅負責燒水，它不能發出警報也不能顯示水溫；在水燒開時由警報器發出警報、顯示器顯示提示和水溫。

這時候，上面的例子就應該變成這個樣子：   

// 熱水器
public class Heater { 
    private int temperature;
        
    // 燒水
    private void BoilWater() {
       for (int i = 0; i <= 100; i++) {
           temperature = i;
        }
    }
}

// 警報器
public class Alarm{
    private void MakeAlert(int param) {
       Console.WriteLine("Alarm：嘀嘀嘀，水已經 {0} 度了：" , param);
    }
}

// 顯示器
public class Display{
    private void ShowMsg(int param) {
       Console.WriteLine("Display：水已燒開，當前溫度：{0}度。" , param);
    }
}

這裡就出現了一個問題：如何在水燒開的時候通知通報器和顯示器？在繼續進行之前，我們先瞭解一下Observer設計模式，Observer設計模式中主要包括如下兩類對象：

1. Subject：監視對象，它往往包含著其他對象所感興趣的內容。在本範例中，熱水器就是一個監視對象，它包含的其他對象所感興趣的內容，就是temprature欄位，當這個欄位的值快到100時，會不斷把資料發給監視它的對象。
2. Observer：監視者，它監視Subject，當Subject中的某件事發生的時候，會告知Observer，而Observer則會採取相應的行動。在本範例中，Observer有警報器和顯示器，它們採取的行動分別是發出警報和顯示水溫。

在本例中，事情發生的順序應該是這樣的：

1. 警報器和顯示器告訴熱水器，它對它的溫度比較感興趣(註冊)。
2. 熱水器知道後保留對警報器和顯示器的引用。
3. 熱水器進行燒水這一動作，當水溫超過95度時，通過對警報器和顯示器的引用，自動調用警報器的MakeAlert()方法、顯示器的ShowMsg()方法。

類似這樣的例子是很多的，GOF對它進行了抽象，稱為Observer設計模式：Observer設計模式是為了定義對象間的一種一對多的依賴關係，以便於當一個對象的狀態改變時，其他依賴於它的對象會被自動告知並更新。Observer模式是一種松耦合的設計模式。

實現範例的Observer設計模式

我們之前已經對委託和事件介紹很多了，現在寫代碼應該很容易了，現在在這裡直接給出代碼，並在注釋中加以說明。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;

namespace Delegate {
    // 熱水器
    public class Heater {
       private int temperature;
       public delegate void BoilHandler(int param);   //聲明委託
       public event BoilHandler BoilEvent;        //聲明事件

       // 燒水
       public void BoilWater() {
           for (int i = 0; i <= 100; i++) {
              temperature = i;

              if (temperature > 95) {
                  if (BoilEvent != null) { //如果有對象註冊
                      BoilEvent(temperature); //調用所有註冊對象的方法
                  }
              }
           }
       }
    }

    // 警報器
    public class Alarm {
       public void MakeAlert(int param) {
           Console.WriteLine("Alarm：嘀嘀嘀，水已經 {0} 度了：", param);
       }
    }

    // 顯示器
    public class Display {
       public static void ShowMsg(int param) { //靜態方法
           Console.WriteLine("Display：水快燒開了，當前溫度：{0}度。", param);
       }
    }
    
    class Program {
       static void Main() {
           Heater heater = new Heater();
           Alarm alarm = new Alarm();

           heater.BoilEvent += alarm.MakeAlert;    //註冊方法
           heater.BoilEvent += (new Alarm()).MakeAlert;   //給匿名對象註冊方法
           heater.BoilEvent += Display.ShowMsg;       //註冊靜態方法

           heater.BoilWater();   //燒水，會自動調用註冊過對象的方法
       }
    }
}
輸出為：
Alarm：嘀嘀嘀，水已經 96 度了：
Alarm：嘀嘀嘀，水已經 96 度了：
Display：水快燒開了，當前溫度：96度。
// 省略...

.Net Framework中的委託與事件

儘管上面的範例很好地完成了我們想要完成的工作，但是我們不僅疑惑：為什麼.Net Framework 中的事件模型和上面的不同？為什麼有很多的EventArgs參數？

在回答上面的問題之前，我們先搞懂 .Net Framework的編碼規範：

• 委託類型的名稱都應該以EventHandler結束。
• 委託的原型定義：有一個void傳回值，並接受兩個輸入參數：一個Object 類型，一個 EventArgs類型(或繼承自EventArgs)。
• 事件的命名為 委託去掉 EventHandler之後剩餘的部分。
• 繼承自EventArgs的類型應該以EventArgs結尾。

再做一下說明：

1. 委託聲明原型中的Object類型的參數代表了Subject，也就是監視對象，在本例中是 Heater(熱水器)。回呼函數(比如Alarm的MakeAlert)可以通過它訪問觸發事件的對象(Heater)。
2. EventArgs 對象包含了Observer所感興趣的資料，在本例中是temperature。

上面這些其實不僅僅是為了編碼規範而已，這樣也使得程式有更大的靈活性。比如說，如果我們不光想獲得熱水器的溫度，還想在Observer端(警報器或者顯示器)方法中獲得它的生產日期、型號、價格，那麼委託和方法的聲明都會變得很麻煩，而如果我們將熱水器的引用傳給警報器的方法，就可以在方法中直接存取熱水器了。

現在我們改寫之前的範例，讓它符合 .Net Framework 的規範：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;

namespace Delegate {
    // 熱水器
    public class Heater {
       private int temperature;
       public string type = "RealFire 001";       // 添加型號作為示範
       public string area = "China Xian";         // 添加產地作為示範
       //聲明委託
       public delegate void BoiledEventHandler(Object sender, BoiledEventArgs e);
       public event BoiledEventHandler Boiled; //聲明事件

       // 定義BoiledEventArgs類，傳遞給Observer所感興趣的資訊
       public class BoiledEventArgs : EventArgs {
           public readonly int temperature;
           public BoiledEventArgs(int temperature) {
              this.temperature = temperature;
           }
       }

       // 可以供繼承自 Heater 的類重寫，以便繼承類拒絕其他對象對它的監視
       protected virtual void OnBoiled(BoiledEventArgs e) {
           if (Boiled != null) { // 如果有對象註冊
              Boiled(this, e); // 調用所有註冊對象的方法
           }
       }
       
       // 燒水。
       public void BoilWater() {
           for (int i = 0; i <= 100; i++) {
              temperature = i;
              if (temperature > 95) {
                  //建立BoiledEventArgs 對象。
                  BoiledEventArgs e = new BoiledEventArgs(temperature);
                  OnBoiled(e); // 調用 OnBolied方法
              }
           }
       }
    }

    // 警報器
    public class Alarm {
       public void MakeAlert(Object sender, Heater.BoiledEventArgs e) {
           Heater heater = (Heater)sender;     //這裡是不是很熟悉呢？
           //訪問 sender 中的公用欄位
           Console.WriteLine("Alarm：{0} - {1}: ", heater.area, heater.type);
           Console.WriteLine("Alarm: 嘀嘀嘀，水已經 {0} 度了：", e.temperature);
           Console.WriteLine();
       }
    }

    // 顯示器
    public class Display {
       public static void ShowMsg(Object sender, Heater.BoiledEventArgs e) {   //靜態方法
           Heater heater = (Heater)sender;
           Console.WriteLine("Display：{0} - {1}: ", heater.area, heater.type);
           Console.WriteLine("Display：水快燒開了，當前溫度：{0}度。", e.temperature);
           Console.WriteLine();
       }
    }

    class Program {
       static void Main() {
           Heater heater = new Heater();
           Alarm alarm = new Alarm();

           heater.Boiled += alarm.MakeAlert;   //註冊方法
           heater.Boiled += (new Alarm()).MakeAlert;      //給匿名對象註冊方法
           heater.Boiled += new Heater.BoiledEventHandler(alarm.MakeAlert);    //也可以這麼註冊
           heater.Boiled += Display.ShowMsg;       //註冊靜態方法

           heater.BoilWater();   //燒水，會自動調用註冊過對象的方法
       }
    }
}

輸出為：
Alarm：China Xian - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀，水已經 96 度了：
Alarm：China Xian - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀，水已經 96 度了：
Alarm：China Xian - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀，水已經 96 度了：
Display：China Xian - RealFire 001:
Display：水快燒開了，當前溫度：96度。
// 省略 ...

總結

在本文中我首先通過一個GreetingPeople的小程式向大家介紹了委託的概念、委託用來做什麼，隨後又引出了事件，接著對委託與事件所產生的中間代碼做了粗略的講述。

在第二個稍微複雜點的熱水器的範例中，我向大家簡要介紹了 Observer設計模式，並通過實現這個範例完成了該模式，隨後講述了.Net Framework中委託、事件的實現方式。

希望這篇文章能給你帶來協助。

本篇文章引自：http://www.tracefact.net/CSharp-Programming/Delegates-and-Events-in-CSharp.aspx