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C# 語言規范解讀：委托 —— 類型安全的函數指針

編輯：關於C語言

前言：委托的定位

委托適用於其他語言需用函數指針解決的場景，但委托是面向對象且類型安全的。它是 C# 事件模型、回調、異步編程、LINQ 查詢的基石。本文對應規范第 1.10 節「委托」。

核心機制

委托聲明 定義一個繼承自 `System.Delegate` 的類
委托實例 封裝一個調用列表 (一個或多個可調用實體)：
- 實例方法：`(對象實例, 方法)`
- 靜態方法：`(方法)`
調用：用一組參數調用委托實例 → 列表中每個可調用實體依次以相同參數被調用

關鍵特性：匿名調用

委托實例不知道也不關心封裝方法所屬的類型、訪問性、靜態與否，只關心簽名兼容性。這使委托極適合「匿名調用」—— 強大的解耦能力。

三步驟：聲明、實例化、調用

1. 聲明

delegate void SimpleDelegate(); // 無參、無返回值

2. 實例化


class Test
{
    static void F() => Console.WriteLine("Test.F");
    
    static void Main()
    {
        // 創建委托實例綁定靜態方法
        SimpleDelegate d = new SimpleDelegate(F);
        // 或簡寫 (C# 2.0+ 方法組轉換)
        SimpleDelegate d2 = F;
        
        // 3. 調用
        d(); // 輸出 "Test.F"
    }
}

實際價值：高階函數 MultiCall


// 不關心具體方法，只關心簽名兼容
void MultiCall(SimpleDelegate d, int count)
{
    for (int i = 0; i < count; i++)
        d();
}

// 使用
MultiCall(F, 3); // 執行 3 次 F
MultiCall(() => Console.WriteLine("Lambda!"), 2); // 匿名方法/Lambda

委托 vs 函數指針

特性	C/C++ 函數指針	C# 委托
類型安全	無 (僅簽名匹配，易崩潰)	編譯期強檢查
面向對象	否	是 (繼承 Delegate/MulticastDelegate)
綁定目標	僅函數地址	實例+方法 / 靜態方法
多播	不支持	內建支持 (+=/-= 組合調用列表)
捕獲上下文	需手動傳遞上下文指針	閉包/匿名方法自動捕獲
垃圾回收	手動管理	托管，自動生命週期

多播委托


SimpleDelegate d = F;
d += G; // 組合
d += () => Console.WriteLine("Lambda");
d(); // 依次調用 F, G, Lambda

d -= G; // 移除
// 調用列表順序 = 添加順序，異常會中斷後續調用

現代演進：Func/Action + Lambda

C# 3.0+ 引入預定義泛型委托，絕大多數場景無需自定義 `delegate`：


// 無返回：Action, Action, Action...
Action log = () => Console.WriteLine("Log");
Action logMsg = msg => Console.WriteLine(msg);

// 有返回：Func, Func...
Func add = (a, b) => a + b;
Func getTime = () => DateTime.Now.ToString();

// 異步/任務
Func asyncOp = async () => await DoWork();