C# 程式設計利器之四：委派與事件 (上) - 委派核心概念與實戰

C# 委派深度解析：從函式指標到多播委派實戰

委派是 C# 特有的型別安全函式指標，也是事件機制的基石。本文涵蓋委派本質、定義語法、多播鏈結、實戰案例（運算策略、多目標輸出）、執行緒與非同步回呼應用。

一、委派本質三重身分

1. C# 中委派是一個特殊類別（繼承自 MulticastDelegate）。
2. 相當於 C++ 函式指標，但型別安全。
3. 在某種程度上相當於介面（定義方法簽章契約）。

二、委派定義語法

// 關鍵字 delegate
public delegate void MyDelegate(string message);

函式簽章：回傳型別 + 參數列表。委派實例可指向任何符合此簽章的方法。

三、基礎範例：加減法運算策略

傳統寫法

class Program
{
    private static int Add(int x, int y)
    {
        int result = x + y;
        Console.WriteLine("x + y = {0}", result);
        return result;
    }

    private static int Sub(int x, int y)
    {
        int result = x - y;
        Console.WriteLine("x - y = {0}", result);
        return result;
    }

    static void Main(string[] args)
    {
        Add(8, 8);
        Sub(8, 1);
        Console.Read();
    }
}

委派重構：策略模式雛形

namespace DelegateSample1
{
    // 定義委派：回傳 int，接受兩個 int
    public delegate int OperationDelegate(int x, int y);

    public class Operator
    {
        private int _x, _y;
        public Operator(int x, int y)
        {
            this._x = x;
            this._y = y;
        }

        // 接受委派參數，執行具體運算
        public void Operate(OperationDelegate del)
        {
            del(_x, _y);
        }
    }
}

主程式使用委派

namespace DelegateSample1
{
    class Program
    {
        private static int Add(int x, int y)
        {
            int result = x + y;
            Console.WriteLine("x + y = {0}", result);
            return result;
        }

        private static int Sub(int x, int y)
        {
            int result = x - y;
            Console.WriteLine("x - y = {0}", result);
            return result;
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            // 聲明委派物件並串聯方法（多播）
            OperationDelegate del = null;
            del += new OperationDelegate(Add);
            del += new OperationDelegate(Sub);

            Operator op = new Operator(5, 3);
            op.Operate(del); // 依序執行 Add、Sub
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

四、委派鏈與 += / -= 運算子

• 委派實例本質是一條委派鏈（調用清單）。
• +=：將委派實例加入鏈結尾端。
• -=：從鏈中移除指定委派實例。

OperationDelegate del = null;
del += new OperationDelegate(Add);   // 加入
del -= new OperationDelegate(Add);   // 移除

五、委派意義一：提升程式碼復用與彈性

Operator.Operate() 接受委派參數，可動態改變運算行為，無需修改類別本體。

六、進階實戰：多目標輸出策略

需求：輸出 0-100 數字至三種目標（Console、ListBox、文字檔）。

1. 定義委派與處理類別

namespace DelegateSample2
{
    public delegate void ShowNumberDel(object[] items);

    public class ProcessNumber
    {
        private object[] items;
        public ProcessNumber(int max)
        {
            items = new object[max];
            for (int i = 0; i < max; ++i) items[i] = i;
        }

        public void ProcessItems(ShowNumberDel show)
        {
            show(items);
        }
    }
}

2. 表單介面與三種輸出實作

private ProcessNumber pn = null;
ShowNumberDel del = null;

private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
{
    pn = new ProcessNumber(100);
}

// 1. 輸出到 Console
private void ShowInConsole(object[] items)
{
    foreach (object item in items) Console.WriteLine(item);
}

// 2. 輸出到 ListBox
private void ShowInListBox(object[] items)
{
    listBox1.Items.Clear();
    foreach (object item in items) listBox1.Items.Add(item);
}

// 3. 輸出到文字檔
private void ShowInFile(object[] items)
{
    using (StreamWriter sw = new StreamWriter("Test.txt", true))
    {
        foreach (object item in items) sw.WriteLine(item);
    }
}

3. 按鈕事件綁定委派

// 單一目標
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
    pn.ProcessItems(new ShowNumberDel(ShowInConsole));
}

private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
{
    pn.ProcessItems(new ShowNumberDel(ShowInListBox));
}

private void button3_Click(object sender, EventArgs e)
{
    pn.ProcessItems(new ShowNumberDel(ShowInFile));
}

// 多播：同時輸出到 ListBox 與檔案
private void button4_Click(object sender, EventArgs e)
{
    del += new ShowNumberDel(this.ShowInListBox);
    del += new ShowNumberDel(this.ShowInFile);
    pn.ProcessItems(del);
}

七、委派意義二：執行緒、非同步回呼、函式回呼

• 執行緒啟動：Thread thread = new Thread(new ThreadStart(target));，ThreadStart 即無參無回傳委派。
• 非同步模式 (APM)：

  public delegate void MyDelegate(int source);
  MyDelegate del = ...;
  del.BeginInvoke(source, new AsyncCallback(CallBack), "state");
  
  private void CallBack(IAsyncResult ar)
  {
      int result = del.EndInvoke(ar);
      // 後續處理
  }
  

• 函式回呼：將方法作為參數傳遞，於特定時機被呼叫（如排序比較、事件通知）。

八、完整測試程式碼下載

本文完整 WinForms 測試專案原始碼可從部落格附件下載。