请解释.NET委托的基本原理

封面图 • 2025-10-26 • .NET

.NET 中的**委托（Delegate）**是一个非常重要的概念，它类似于 C/C++ 中的函数指针，但在 .NET 中功能更强大、类型安全更高。委托允许你将方法作为参数传递给其他方法，或者在运行时动态地调用不同的方法。

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## 一、什么是委托？

委托是一种引用类型，它保存对一个或多个方法的引用。你可以把委托看作是“指向方法的指针”，但它比 C/C++ 的函数指针更灵活和安全。

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## 二、委托的基本原理

### 1. **定义委托**

委托使用 `delegate` 关键字定义，格式如下：

```csharp
public delegate 返回类型 委托名称(参数列表);
```

例如：

```csharp
public delegate int MyDelegate(int a, int b);
```

这表示一个名为 `MyDelegate` 的委托，它可以指向任何返回 `int` 类型，并接受两个 `int` 参数的方法。

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### 2. **实例化委托**

你可以创建一个委托实例，并将其绑定到一个具体的方法：

```csharp
public class Calculator
{
    public static int Add(int a, int b)
    {
        return a + b;
    }
}

// 使用委托
MyDelegate del = new MyDelegate(Calculator.Add);
```

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### 3. **调用委托**

一旦委托被实例化，就可以像调用方法一样调用它：

```csharp
int result = del(3, 5); // 调用 Calculator.Add(3, 5)，结果为 8
```

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### 4. **多播委托（Multicast Delegate）**

委托可以同时引用多个方法，这种特性称为“多播”（Multicast）。可以通过 `+=` 和 `-=` 操作符来添加或移除方法。

```csharp
public class Logger
{
    public static void Log(string message)
    {
        Console.WriteLine("Log: " + message);
    }
}

MyDelegate del = new MyDelegate(Calculator.Add);
del += Logger.Log;

del(3, 5); // 会先调用 Add(3,5) 得到 8，然后调用 Log("8")
```

> 注意：如果委托的返回类型不是 `void`，那么只有最后一个方法的返回值会被保留，前面的返回值会被忽略。

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## 三、委托的本质（底层原理）

在 .NET 中，委托本质上是一个类，编译器会为你自动生成这个类。例如：

```csharp
public delegate int MyDelegate(int a, int b);
```

编译器会生成类似下面的类（简化版）：

```csharp
public class MyDelegate : System.MulticastDelegate
{
    public MyDelegate(object target, IntPtr methodPtr);
    public virtual int Invoke(int a, int b);
}
```

- `System.MulticastDelegate` 是所有委托的基类。
- `Invoke` 方法用于实际调用目标方法。
- `target` 是方法所属的对象（如果是静态方法，则为 `null`）。
- `methodPtr` 是方法的地址。

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## 四、委托与事件（Event）

虽然委托本身是一个通用机制，但它是实现事件（Event）的基础。事件本质上是对委托的一种封装，用于实现观察者模式。

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## 五、委托的优点

1. **灵活性**：可以在运行时决定调用哪个方法。
2. **解耦**：调用者不需要知道具体方法是谁，只需要知道委托类型。
3. **多播支持**：可以绑定多个方法，实现回调机制。
4. **类型安全**：编译器会检查方法签名是否匹配。

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## 六、总结

| 特性 | 说明 |
|------|------|
| 定义 | 使用 `delegate` 关键字定义 |
| 实例化 | 将方法绑定到委托实例 |
| 调用 | 通过 `Invoke()` 或直接调用 |
| 多播 | 支持绑定多个方法 |
| 底层 | 编译器生成继承自 `MulticastDelegate` 的类 |
| 应用 | 事件、回调、异步编程等 |

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如果你对 **lambda 表达式** 或 **Func/Action 委托** 也感兴趣，我可以继续为你讲解它们是如何与委托结合使用的。