乐高ev3机器人编程自学 [代理及其编程方法]
时间：2020-07-14 07:24:20 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：在C＃语言中，可以用代理（Delegate）来动态地调用不同的函数。本文针对代理的基本概念、用代理编程的基本结构及多重代理进行讨论，并通过实例程序进行必要的说明。
关键词：函数指针；代理；多重代理
中图分类号：TP312 文献标识码：A
1 代理的基本概念
在C/C++中，函数调用有两种方式：一种是通过函数名直接调用；另一种是利用指向函数的指针进行调用。指向函数的指针又简称为函数指针。采用函数指针调用函数，可以达到通过一个函数指针调用多个功能不同、但函数的参数及返值类型一致的函数。
1.1 函数指针
在C/C++中，函数名表示函数在存储区域的首地址，即是函数执行的入口地址。在程序中调用一个函数时，程序控制流程将转移到以该函数名为入口地址的地方执行该函数。
函数指针定义的一般形式是：
数据类型（*函数指针名）（参数表）；
其中数据类型是函数指针所指向的函数所具有的返值类型，参数表是被调函数所具有的参数表。
一般来讲，函数指针得到某个函数名的赋值，程序将调用该函数；在函数指针作为函数的形参时，需要进行取内容的运算才能调用对应的函数。例如：
exe（int x，int y，int （*func）（））
{ return（（*func）（x，y））；}
在上述exe函数中，int （*func）（）是函数指针，而“（（*func）（x，y））；”程序将转向由func所指向的函数去执行，其参数是x和y。
使用函数指针编程方法一般为：定义相应的函数；定义函数指针；通过某种操作使函数指针得到函数名的赋值；最后连同参数调用相应的函数。
1.2 代理及其相关概念
在C#中，代理（delegate）的作用类似于C/C++中的函数指针。C#中的方法类似于C/C++中的函数，其方法名也是一个物理地址。方法的入口地址可以赋给“代理”，进而通过“代理”调用该方法；且同一个代理可以调用多个不同的方法。使用代理可以在程序的运行期间动态地调用所需的函数。
代理定义的一般格式为：
[访问控制修饰符] delegate返值类型 代理名（[形式参数表]）；
其中：访问控制修饰符可以是new、public、protected、internal和private。new修饰符表明当前定义的代理将隐藏继承来的同名代理；public修饰符表明所有对象都可以访问该定义的代理；protected修饰符表明定义该代理的类及其子类可以访问该代理；internal修饰符只有代理所属的工程项目的成员可以访问该代理；private修饰符表明只有定义该代理的类才能访问该代理。
delegate是定义代理的关键字。代理名是符合C#的任意合法的标识符。返值类型是指该代理所调用方法的返值类型。形式参数表用于指出代理所调用方法的参数表。
例如，在一个类中定义一个代理MyDel_ egate：
classMyClass
{ ……
public delegate void MyDelegate（string s）；
……
}
在上述代理定义中的void表示该代理指向的方法不返回任何值，string s表示该代理所指向的方法将接受一个字符串参数。
在C#中，定义一个代理MyDelegate， C#编译器将根据代理的定义语句自动生成一个从System.MulticastDelegate类派生的子类MyDelegate。
2 使用代理的编程结构
代理类似于C/C++的指向函数的指针，但是代理的使用范围比函数指针更加广泛。在C中，函数只有外部和静态函数两种，它们都属于静态函数的范畴；在C ++中，函数指针只能引用静态方法，而代理不仅可以引用静态方法，还可以引用对象的实例方法。
2.1 使用代理的编程结构
使用代理编程和在C/C++中使用函数指针类似，一般有：定义将要由代理调用的方法；声明一个代理；定义delegate处理的函数；创建实例并调用相应方法。
（1）定义拟调用的方法
该类方法的函数返值类型，函数形参的参数类型、个数及参数的顺序，决定了定义delegate类型代理时的相应参数。例如：
public static string FunctionA
（string name） {……}
public static string FunctionB
（string name） {……}
（2）声明一个代理
该代理的返值类型，参数的类型、个数及参数的顺序都必须与拟调用的方法的返值类型，形参类型、个数及参数的顺序完全相同。例如：
public delegate string MyDelegate （stringname）；
（3）定义delegate类型处理的函数
定义delegate类型处理的函数，并在此函数中通过delegate类型调用定义的方法。
public static void MethodA（MyDelegateMe）
{Console.WriteLine（Me（“张三”））；}
（4）创建实例并调用方法
由于声明一个delegate类型的代理在编译时将被转换成一个MulticastDelegate类的派生类，因此在使用代理时，必须要先创建该类的实例，并把它与一个方法关联。
MyDelegate a＝new MyDelegate （FunctionA）
本语句的含义是：a引用指向方法FunctionA的程序代码段。
通过delegate处理函数调用相应的方法。MethodA（a）；
2.2 使用代理编程实例
using System；
namespace ConDelegatejl
{ public class Test
{ //第一步：声明委托
public static string FunctionA（string name）
{return“A say Hello to”+name；}
public static string FunctionB（string name）
{return “B say Hello to ”+name；}
//第二步：定义被调用的方法
public delegate string MyDele gate（string name）；
//第三步：定义delegate类型处理函数
public static void MethodA （MyDelegate Me）
{Console.WriteLine（Me（“张三”））；}
public static void Main（）
{ //第四步：创建实例，
//准备调用的方法名
MyDelegate a = new MyDelegate （FunctionA）；
MyDelegate b = new MyDelegate （FunctionB）；
MethodA（a）； MethodA（b）； Console.Read（）；
}
}
上述程序的运行结果如下图所示。
3 多重代理及其实现
在C＃语言中，每一个代理实例（对象）都含有一个调用链表，该链表可以包含多个该代理要调用的方法，此种机制用于一个代理实例可以调用多个方法，也就是多重代理（多播）。多播要创建方法链表，当调用代理时，所有被链接的方法都会被自动地调用。
3.1 Delegate类和MulticastDelegate类
所有的代理类都是由MulticastDele gate类派生的，而MulticastDelegate类又是由Delegate类派生的，它们都位于System命名空间下。
Delegate类有两个公用的只读属性：
Method属性：本属性用于获得代理实例要调用的静态方法。可以用如下代码获得代理对象所调用的方法名。
stringMethodName=代理名.Method；
Target属性：该属性可以获得代理对象所在的类；如果代理调用的是静态方法，其返值为null，否则将返回代理实例所调用方法所在类名。如下代码可以获得代理调用方法所在类的名称。
stringObjType=代理名.Target；
如果代理调用多个方法，则该属性将返回调用列表中最后一个实例方法所在的类名。
3.2 MulticastDelegate类实现多重代理的机制
从MulticastDelegate类派生的用户代理实例中含有一个调用链表，该链表将由多个代理实例组成，其中每个代理实例都封装一个相应的方法，也就是一个代理实例可以同时调用多个方法。代理实例通过_prev私有指针来连接多个代理构成的链表，私有指针_target和_methodPtr用于指向代理实例调用的实例和方法。
每创建一个新的代理实例时，指针_prev将被设置为null，表示链表中没有其它的代理实例。而当用户使用Combine方法（或+=运算符）把另一个代理实例合并到该调用链表中时，则将先创建一个含有_target和_methodPtr值的新实例，然后把该实例的_prev设置为调用链表的头实例，即从调用链表的头插入新的实例。可以使用Remove方法（或-=运算符）从一个调用链表中删除一个代理实例。
3.3 多重代理编程的实现
多重代理（或多播）具有创建方法链表的能力，当调用代理时，所有被链接的方法都会被自动调用，也就是多播可以在一次代理调用中调用方法链表上的所有方法。创建多播调用链表的方法是：先实例化一个代理，然后使用“+=”运算符把方法添加到调用链表中；也可以使用“-=”运算符从调用链表中删除一个方法。
下面程序说明了多重代理编程的实现方法。
using System；
using System.Collections.Generic；
using System.Text；namespace ConDelegatej2
{
delegate void StringDelegate（
ref string str）；//定义一个代理
class stringops//字符串操作类
{ //定义三个字符串操作方法
static void ReplaceSpaces（ref string s）
{ Console.WriteLine（"用连字符替换
空格操作："）；
s = s.Replace（" "， "_"）；
}
static void RemoveSpaces（ref string s）
{ string temp = ""；int i；
Console.WriteLine（"删除空格操作："）；
for（i=0； i=0；j--）
temp += s[j]；
s = temp；
}
static void Main（string[]args）
{//创建一个代理
StringDelegate strdelegate；
StringDelegate replacesp=new
StringDelegate（ReplaceSpaces）；
StringDelegate removes =new
StringDelegate（RemoveSpaces）；
StringDelegate reversestr=new StringDelegate（Reverse）；
string str = "Iam astudent."；
//代理指向一个函数
strdelegate =replacesp；
strdelegate += reversestr；//多播关联
strdelegate（ref str ）；//调用多播
Console.WriteLine（"操作字符串的结果为："+str）；
Console.WriteLine（）；
strdelegate-=replacesp；//去除replacesp
strdelegate += RemoveSpaces；
str ="你是一个计算机教师."；
strdelegate （refstr）；
Console.WriteLine（"字符串操作结果是："+str）；
Console.WriteLine （）；Console.Read（）；
}
}
}
上述程序的运行结果如下所示。
4 结束语
代理是C＃语言提供动态调用函数的一种方法；多重代理解决了用一个代理一次调用多个方法的技术。不过代理的多播有一个限制：方法链表中的方法必须具有相同的参数，而且这些方法的返回值类型要是void类型。
代理也为用户程序利用属性驱动事件程序的编程提供了有力的方法。
参考文献
[1]唐大仕编著. C＃程序设计教程[M]. 北京： 清华大学出版社； 北方交通大学出版社， 2003.
[2]邵鹏鸣编著. Visual C＃程序设计基础教程[M]. 北京： 清华大学出版社， 2005.
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