C# 3.0 筆記：委派基礎——從 C 函數指標到 .NET 型別安全委派

委派是 .NET 型別安全、物件導向的函數指標實現，支援靜態/實例方法、多播與非同步呼叫。本文從背景動機、定義語法、編譯器生成、核心屬性方法、多播實戰與輔助方法完整建立委派基礎認知。

背景：C 函數指標的缺陷

• 僅記憶體位址，無型別資訊（參數型別、個數、回傳型別）
• 呼叫時無法驗證簽名相容性，極易導致執行期崩潰
• 無物件導向封裝，難以管理生命週期

委派定義與三要素

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

封裝三大資訊：

1. 方法名稱
2. 方法參數（型別、順序、個數）
3. 回傳值型別

委派實例可指向靜態方法或實例方法。

編譯器生成機制

編譯器產生繼承 System.MulticastDelegate 的密封類別：

public sealed class Calculate : MulticastDelegate
{
    public Calculate(object @object, IntPtr method);
    public virtual int Invoke(int x, int y);
    public virtual IAsyncResult BeginInvoke(int x, int y, AsyncCallback callback, object @object);
    public virtual int EndInvoke(IAsyncResult result);
}

• Invoke：同步呼叫
• BeginInvoke/EndInvoke：非同步模式（APM）

核心屬性與方法

實戰範例：計算器委派

public class Calculator
{
    public int Add(int x, int y) => x + y;
    public int Subtract(int x, int y) => x - y;
}

public static void DisplayDelegateInfo(Delegate del)
{
    foreach (Delegate d in del.GetInvocationList())
    {
        Console.WriteLine($"Method: {d.Method.Name}, Target: {d.Target}");
    }
}

static void Main()
{
    Calculator calc = new Calculator();
    Calculate c = new Calculate(calc.Add);
    Console.WriteLine($"1+1 = {c(1, 1)}"); // 2
    
    c += new Calculate(calc.Subtract); // 多播合併
    Console.WriteLine($"1-1 = {c(1, 1)}"); // 0（最後一個委派回傳值）
    
    DisplayDelegateInfo(c);
    // 輸出：
    // Method: Add, Target: Calculator
    // Method: Subtract, Target: Calculator
}

關鍵觀察

• 多播委派調用鏈中所有方法，回傳值為最後一個方法的結果
• GetInvocationList 可檢視調用順序與目標
• Target 區分實例/靜態方法

下一步：事件與匿名方法

事件建立在委派之上，提供封裝的發布-訂閱介面；匿名方法簡化委派建立語法；Lambda 表達式進一步簡化並支援運算式樹。掌握委派本質是理解後續特性的基石。

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