“C#中的委托和事件”之Observer设计模式

C#中的委托和事件：http://www.cnblogs.com/JimmyZhang/archive/2007/09/23/903360.html
C#中的委托和事件（续）：http://www.cnblogs.com/JimmyZhang/archive/2008/08/22/1274342.html
PDF浏览：http://www.tracefact.net/Document/Delegates-and-Events-in-CSharp.pdf
源码下载：http://www.tracefact.net/SourceCode/Delegates-and-Events-in-CSharp.rar

文中代码在VS2005下通过，由于VS2003(.Net Framework 1.1)不支持隐式的委托变量，所以如果在一个接受委托类型的位置直接赋予方法名，在VS2003下会报错，解决办法是显式的创建一个委托类型的实例(委托变量)。例如：委托类型 委托实例 = new 委托类型(方法名);

委托、事件与Observer设计模式

范例说明

上面的例子已不足以再进行下面的讲解了，我们来看一个新的范例，因为之前已经介绍了很多的内容，所以本节的进度会稍微快一些：

假设我们有个高档的热水器，我们给它通上电，当水温超过95度的时候：1、扬声器会开始发出语音，告诉你水的温度；2、液晶屏也会改变水温的显示，来提示水已经快烧开了。

现在我们需要写个程序来模拟这个烧水的过程，我们将定义一个类来代表热水器，我们管它叫：Heater，它有代表水温的字段，叫做temperature；当然，还有必不可少的给水加热方法BoilWater()，一个发出语音警报的方法MakeAlert()，一个显示水温的方法，ShowMsg()。

namespaceDelegate {
classHeater{
privateinttemperature;// 水温
// 烧水
publicvoidBoilWater() {
for(inti = 0; i <= 100; i++) {
temperature = i;

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

// 发出语音警报
privatevoidMakeAlert(intparam) {
Console.WriteLine("Alarm：嘀嘀嘀，水已经 {0} 度了：", param);
}

// 显示水温
privatevoidShowMsg(intparam) {
Console.WriteLine("Display：水快开了，当前温度：{0}度。", param);
}
}

classProgram{
staticvoidMain() {
Heaterht =newHeater();
ht.BoilWater();
}
}
}

Observer设计模式简介

上面的例子显然能完成我们之前描述的工作，但是却并不够好。现在假设热水器由三部分组成：热水器、警报器、显示器，它们来自于不同厂商并进行了组装。那么，应该是热水器仅仅负责烧水，它不能发出警报也不能显示水温；在水烧开时由警报器发出警报、显示器显示提示和水温。

这时候，上面的例子就应该变成这个样子：

// 热水器
publicclassHeater{
privateinttemperature;

// 烧水
privatevoidBoilWater() {
for(inti = 0; i <= 100; i++) {
temperature = i;
}
}
}

// 警报器
publicclassAlarm{
privatevoidMakeAlert(intparam) {
Console.WriteLine("Alarm：嘀嘀嘀，水已经 {0} 度了：", param);
}
}

// 显示器
publicclassDisplay{
privatevoidShowMsg(intparam) {
Console.WriteLine("Display：水已烧开，当前温度：{0}度。", param);
}
}

这里就出现了一个问题：如何在水烧开的时候通知报警器和显示器？在继续进行之前，我们先了解一下Observer设计模式，Observer设计模式中主要包括如下两类对象：

1. Subject：监视对象，它往往包含着其他对象所感兴趣的内容。在本范例中，热水器就是一个监视对象，它包含的其他对象所感兴趣的内容，就是temprature字段，当这个字段的值快到100时，会不断把数据发给监视它的对象。
2. Observer：监视者，它监视Subject，当Subject中的某件事发生的时候，会告知Observer，而Observer则会采取相应的行动。在本范例中，Observer有警报器和显示器，它们采取的行动分别是发出警报和显示水温。

在本例中，事情发生的顺序应该是这样的：

1. 警报器和显示器告诉热水器，它对它的温度比较感兴趣(注册)。
2. 热水器知道后保留对警报器和显示器的引用。
3. 热水器进行烧水这一动作，当水温超过95度时，通过对警报器和显示器的引用，自动调用警报器的MakeAlert()方法、显示器的ShowMsg()方法。

类似这样的例子是很多的，GOF对它进行了抽象，称为Observer设计模式：Observer设计模式是为了定义对象间的一种一对多的依赖关系，以便于当一个对象的状态改变时，其他依赖于它的对象会被自动告知并更新。Observer模式是一种松耦合的设计模式。

实现范例的Observer设计模式

我们之前已经对委托和事件介绍很多了，现在写代码应该很容易了，现在在这里直接给出代码，并在注释中加以说明。

usingSystem;
usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.Text;

namespaceDelegate {
// 热水器
publicclassHeater{
privateinttemperature;
publicdelegatevoidBoilHandler(intparam);//声明委托
publiceventBoilHandlerBoilEvent;//声明事件

// 烧水
publicvoidBoilWater() {
for(inti = 0; i <= 100; i++) {
temperature = i;

if(temperature > 95) {
if(BoilEvent !=null) {//如果有对象注册
BoilEvent(temperature);//调用所有注册对象的方法
}
}
}
}
}

// 警报器
publicclassAlarm{
publicvoidMakeAlert(intparam) {
Console.WriteLine("Alarm：嘀嘀嘀，水已经 {0} 度了：", param);
}
}

// 显示器
publicclassDisplay{
publicstaticvoidShowMsg(intparam) {//静态方法
Console.WriteLine("Display：水快烧开了，当前温度：{0}度。", param);
}
}

classProgram{
staticvoidMain() {
Heaterheater =newHeater();
Alarmalarm =newAlarm();

heater.BoilEvent += alarm.MakeAlert;//注册方法
heater.BoilEvent += (newAlarm()).MakeAlert;//给匿名对象注册方法
heater.BoilEvent += Display.ShowMsg;//注册静态方法

heater.BoilWater();//烧水，会自动调用注册过对象的方法
}
}
}
输出为：
Alarm：嘀嘀嘀，水已经 96 度了：
Alarm：嘀嘀嘀，水已经 96 度了：
Display：水快烧开了，当前温度：96度。
// 省略...

.Net Framework中的委托与事件

尽管上面的范例很好地完成了我们想要完成的工作，但是我们不仅疑惑：为什么.Net Framework 中的事件模型和上面的不同？为什么有很多的EventArgs参数？

在回答上面的问题之前，我们先搞懂 .Net Framework的编码规范：

• 委托类型的名称都应该以EventHandler结束。
• 委托的原型定义：有一个void返回值，并接受两个输入参数：一个Object 类型，一个 EventArgs类型(或继承自EventArgs)。
• 事件的命名为 委托去掉 EventHandler之后剩余的部分。
• 继承自EventArgs的类型应该以EventArgs结尾。

再做一下说明：

1. 委托声明原型中的Object类型的参数代表了Subject，也就是监视对象，在本例中是 Heater(热水器)。回调函数(比如Alarm的MakeAlert)可以通过它访问触发事件的对象(Heater)。
2. EventArgs 对象包含了Observer所感兴趣的数据，在本例中是temperature。

上面这些其实不仅仅是为了编码规范而已，这样也使得程序有更大的灵活性。比如说，如果我们不光想获得热水器的温度，还想在Observer端(警报器或者显示器)方法中获得它的生产日期、型号、价格，那么委托和方法的声明都会变得很麻烦，而如果我们将热水器的引用传给警报器的方法，就可以在方法中直接访问热水器了。

现在我们改写之前的范例，让它符合 .Net Framework 的规范：

usingSystem;
usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.Text;

namespaceDelegate {
// 热水器
publicclassHeater{
privateinttemperature;
publicstringtype ="RealFire 001";// 添加型号作为演示
publicstringarea ="China Xian";// 添加产地作为演示
//声明委托
publicdelegatevoidBoiledEventHandler(Object sender, BoiledEventArgs e);
publiceventBoiledEventHandlerBoiled;//声明事件

// 定义BoiledEventArgs类，传递给Observer所感兴趣的信息
publicclassBoiledEventArgs:EventArgs{
publicreadonlyinttemperature;
publicBoiledEventArgs(inttemperature) {
this.temperature = temperature;
}
}

// 可以供继承自 Heater 的类重写，以便继承类拒绝其他对象对它的监视
protectedvirtualvoidOnBoiled(BoiledEventArgs e) {
if(Boiled !=null) {// 如果有对象注册
Boiled(this, e);// 调用所有注册对象的方法
}
}

// 烧水。
publicvoidBoilWater() {
for(inti = 0; i <= 100; i++) {
temperature = i;
if(temperature > 95) {
//建立BoiledEventArgs 对象。
BoiledEventArgs e =newBoiledEventArgs(temperature);
OnBoiled(e);// 调用 OnBolied方法
}
}
}
}

// 警报器
publicclassAlarm{
publicvoidMakeAlert(Object sender, Heater.BoiledEventArgs e) {
Heaterheater = (Heater)sender;//这里是不是很熟悉呢？
//访问 sender 中的公共字段
Console.WriteLine("Alarm：{0} - {1}: ", heater.area, heater.type);
Console.WriteLine("Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 {0} 度了：", e.temperature);
Console.WriteLine();
}
}

// 显示器
publicclassDisplay{
publicstaticvoidShowMsg(Object sender, Heater.BoiledEventArgs e) {//静态方法
Heaterheater = (Heater)sender;
Console.WriteLine("Display：{0} - {1}: ", heater.area, heater.type);
Console.WriteLine("Display：水快烧开了，当前温度：{0}度。", e.temperature);
Console.WriteLine();
}
}

classProgram{
staticvoidMain() {
Heaterheater =newHeater();
Alarmalarm =newAlarm();

heater.Boiled += alarm.MakeAlert;//注册方法
heater.Boiled += (newAlarm()).MakeAlert;//给匿名对象注册方法
heater.Boiled +=newHeater.BoiledEventHandler(alarm.MakeAlert);//也可以这么注册
heater.Boiled += Display.ShowMsg;//注册静态方法

heater.BoilWater();//烧水，会自动调用注册过对象的方法
}
}
}

输出为：
Alarm：China Xian - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 96 度了：
Alarm：China Xian - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 96 度了：
Alarm：China Xian - RealFire 001:
Alarm: 嘀嘀嘀，水已经 96 度了：
Display：China Xian - RealFire 001:
Display：水快烧开了，当前温度：96度。
// 省略...

总结

在本文中我首先通过一个GreetingPeople的小程序向大家介绍了委托的概念、委托用来做什么，随后又引出了事件，接着对委托与事件所产生的中间代码做了粗略的讲述。

在第二个稍微复杂点的热水器的范例中，我向大家简要介绍了 Observer设计模式，并通过实现这个范例完成了该模式，随后讲述了.Net Framework中委托、事件的实现方式。