[C# 基礎(chǔ)知識(shí)系列]專(zhuān)題十一:匿名方法解析

 引言：

　　感覺(jué)好久沒(méi)有更新博客了的，真是對(duì)不住大家了。在這個(gè)專(zhuān)題中將介紹匿名方法，匿名方法看名字也能明白，當(dāng)然就是沒(méi)有名字的方法了(現(xiàn)實(shí)生活中也有很多這樣的匿名過(guò)程,如匿名投票,匿名舉報(bào)等等,相信微軟在命名方面肯定是根據(jù)了生活中例子的)，然而匿名方法的理解卻不是僅僅是這一句話(這句話指的是沒(méi)有名字的方法)，它還有很多內(nèi)容，下面就具體介紹下匿名方法有哪些內(nèi)容 

一、匿名方法

 　　之前一直認(rèn)為匿名方法是在C# 3.0中提出的，之前之所以這么認(rèn)為主要是因?yàn)橹繡# 3.0中提出了匿名類(lèi)型，所以看到匿名方法就很理所當(dāng)然的認(rèn)為也是在C# 3.0中提出來(lái)，然而經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)C#特性后才發(fā)現(xiàn)匿名方法在C# 2.0 的時(shí)候就已經(jīng)提出來(lái)了，從特性的提出發(fā)展中可以看出，微軟的團(tuán)隊(duì)是非常有計(jì)劃的，后面的特性其實(shí)在之前特性的提出就已經(jīng)計(jì)劃好，并且后面的特性都是之前特性演變而來(lái)，之所以有新特性的提出，主要是為了方便大家編寫(xiě)程序，減輕程序員的工作，讓編譯器去執(zhí)行更加復(fù)雜的操作，使程序員可以把精力放在實(shí)現(xiàn)自己系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯方法（這也是微軟的主要思想，也是大部分軟件所強(qiáng)調(diào)的良好的用戶體驗(yàn)），然而匿名方法也正是建立在C#1.0中委托的基礎(chǔ)上的（同時(shí)C# 2.0中對(duì)委托有所增強(qiáng)，提出了泛型委托，以及委托參數(shù)的協(xié)變和逆變，具體的可以參考本系列的前面專(zhuān)題），下面就具體介紹下為什么說(shuō)匿名方法是如何建立在委托基礎(chǔ)之上的（委托是方法的包裝，匿名方法也是方法，只是匿名方法是沒(méi)有名字的方法而已，所以委托也可以包裝匿名方法）。

　　首先，先介紹下匿名方法的概念，匿名方法——沒(méi)有名字的方法（方法也就是數(shù)學(xué)中的函數(shù)的概念），匿名方法只是在我們編寫(xiě)的源代碼中沒(méi)有指定名字而已，其實(shí)編譯器會(huì)幫匿名方法生成一個(gè)名字，然而就是因?yàn)樵谠创a中沒(méi)有名字，所以匿名方法只能在定義的時(shí)候才能調(diào)用，在其他地方不能被調(diào)用（匿名方法把方法的定義和方法的實(shí)現(xiàn)內(nèi)嵌在一起），下面通過(guò)一個(gè)例子來(lái)看看匿名方法的使用和如何與委托關(guān)聯(lián)起來(lái)的：

namespace 匿名方法Demo  
{  
    class Program  
    {  
        // 定義投票委托  
        delegate void VoteDelegate(string name);  
 
        static void Main(string[] args)  
        {  
            // 實(shí)例化委托對(duì)象  
            VoteDelegate votedelegate = new VoteDelegate(new Friend().Vote);  
 
            // 使用匿名方法的代碼  
            // 匿名方法內(nèi)聯(lián)了一個(gè)委托實(shí)例（可以對(duì)照上面的委托實(shí)例化的代碼來(lái)理解）  
            // 使用匿名方法后，我們就不需要定義一個(gè)Friend類(lèi)以及單獨(dú)定義一個(gè)投票方法  
            // 這樣就可以減少代碼量，代碼少了，閱讀起來(lái)就容易多了，以至于不會(huì)讓過(guò)多的回調(diào)方法的定義而弄糊涂了  
            //VoteDelegate votedelegate = delegate(string nickname)  
            //{  
            //    Console.WriteLine("昵稱為：{0} 來(lái)幫Learning Hard投票了", nickname);  
            //};  
 
            // 通過(guò)調(diào)用托來(lái)回調(diào)Vote()方法  
            votedelegate("SomeBody");  
            Console.Read();  
        }  
    }  
 
    public class Friend  
    {  
        // 朋友的投票方法  
        public void Vote(string nickname)  
        {  
            Console.WriteLine("昵稱為：{0} 來(lái)幫Learning Hard投票了", nickname);  
        }  
    }  
} 

　　因?yàn)榍岸螘r(shí)間參加了51博客大賽，在投票階段也拉了好多朋友來(lái)幫忙投票的，所以為了感謝他們，所以上面就以投票作為例子來(lái)引出匿名方法，注釋的部分中已經(jīng)解釋了匿名方法的好處的，可以幫助我們減少書(shū)寫(xiě)代碼量，便于閱讀，然而上面地方可以使用匿名方法來(lái)代替委托呢？是不是所有使用委托的地方我們都需要用匿名方法去代替的呢？事實(shí)不是這樣的，因?yàn)槟涿椒ㄊ菦](méi)有名字的方法，所以在其他地方就不能被調(diào)用，所以不具有復(fù)用作用，并且匿名方法自動(dòng)形成"閉包"（如果對(duì)于閉包不理解的朋友可以參考這兩個(gè)鏈接：http://baike.baidu.com/view/648413.htm 和http://zh.wikipedia.org/wiki/閉包_(計(jì)算機(jī)科學(xué)) ，我理解的閉包大概是當(dāng)一個(gè)函數(shù)中（外部函數(shù)）調(diào)用了另個(gè)一個(gè)函數(shù)（稱內(nèi)部函數(shù)）時(shí)，當(dāng)內(nèi)部函數(shù)使用了外部函數(shù)中的變量時(shí)，這樣就可能會(huì)形成閉包。具體的概念可以參考上面的兩個(gè)鏈接，關(guān)于閉包在后面部分也會(huì)給出相關(guān)的例子來(lái)幫助大家理解，由于匿名函數(shù)會(huì)形成閉包，這就會(huì)延長(zhǎng)變量的生命周期）。所以如果委托包裝的方法相對(duì)簡(jiǎn)單（就像上面代碼中只是單獨(dú)一行輸出語(yǔ)句），并且這個(gè)方法在其他地方使用的頻率很低時(shí)，這時(shí)候就可以考慮用匿名方法來(lái)代替委托。

二、使用匿名方法來(lái)忽略委托參數(shù)

　　第一部分主要介紹了匿名方法的概念，使用以及介紹了我所理解的為什么會(huì)有匿名方法的提出（為了方便我們實(shí)例化委托實(shí)例，通過(guò)匿名方法可以內(nèi)聯(lián)委托實(shí)例，這樣就避免額外定義一個(gè)實(shí)例方法，減少代碼量，利于閱讀），在這一部分中將介紹匿名方法的另外一個(gè)好處——忽略委托參數(shù)。下面通過(guò)一個(gè)示例代碼來(lái)來(lái)幫助大家理解，代碼中會(huì)有詳細(xì)的注釋?zhuān)赃@里就不多說(shuō)了，直接看代碼了：

namespace 忽略委托參數(shù)Demo  
{  
    class Program  
    {  
        static void Main(string[] args)  
        {  
            // Timer類(lèi)在應(yīng)用程序中生成定期事件  
            System.Timers.Timer timer = new System.Timers.Timer();  
 
            // 該值指示是否引發(fā)Elapsed事件  
            timer.Enabled = true;  
 
            // 設(shè)置引發(fā)Elapsed事件的間隔  
            timer.Interval = 1000;  
 
            // Elapsed事件是達(dá)到間隔時(shí)發(fā)生，前面設(shè)置了時(shí)間間隔為1秒，  
            // 所以每一秒就會(huì)觸發(fā)Elapsed事件，從而回調(diào)timer_Elapsed方法，輸出當(dāng)前的時(shí)間  
            // timer.Elapsed += new System.Timers.ElapsedEventHandler(timer_Elapsed);  
 
            // 此時(shí)timer_Elapsed方法中的參數(shù)根本就不需要，所以我們可以使用匿名方法來(lái)省略委托參數(shù)  
            // 省略了參數(shù)后我們的代碼就更加簡(jiǎn)潔了，看的多舒服啊  
            // 在開(kāi)發(fā)WinForm程序中我們經(jīng)常會(huì)用不到委托的參數(shù)，此時(shí)就可以使用匿名方法來(lái)省略參數(shù)  
            timer.Elapsed += delegate 
            {  
                Console.WriteLine(DateTime.Now);  
            };  
 
            Console.Read();  
        }  
 
        public static void timer_Elapsed(object sender, System.Timers.ElapsedEventArgs e)  
        {  
            Console.WriteLine(DateTime.Now);  
        }  
    }  
} 

運(yùn)行結(jié)果為：

　　上面代碼使用了匿名方法來(lái)省略委托參數(shù)，然而對(duì)于編譯器而言，它還是會(huì)調(diào)用委托的構(gòu)造函數(shù)來(lái)實(shí)例化委托，所以如果匿名方法能轉(zhuǎn)換為多個(gè)委托類(lèi)型時(shí)，此時(shí)如果省略了委托參數(shù)，編譯器就不知道把匿名方法轉(zhuǎn)化為哪個(gè)具體的委托類(lèi)型，所以此時(shí)就會(huì)出現(xiàn)編譯時(shí)錯(cuò)誤，此時(shí)就必須人為的指定參數(shù)來(lái)告訴編譯器如何實(shí)例化委托，下面就以創(chuàng)建線程為例子來(lái)幫助大家理解匿名方法省略委托參數(shù)所帶來(lái)的問(wèn)題（因?yàn)榫€程的創(chuàng)建涉及了兩個(gè)委托類(lèi)型： public delegate void ThreadStart() 和public delegaye void ParameterizedThreadStart(objec obj)）：

class Program  
    {  
        static void Main(string[] args)  
        {  
            new Thread(delegate()  
                {  
                    Console.WriteLine("線程一");  
                });  
 
            new Thread(delegate(object o)  
            {  
                Console.WriteLine("線程二");  
            });  
 
            new Thread(delegate 
            {  
                Console.WriteLine("線程三");  
            });  
            Console.Read();  
        }  
    } 

此時(shí)第三個(gè)創(chuàng)建線程的代碼會(huì)出現(xiàn)下面的編譯錯(cuò)誤：

三、在匿名方法中捕捉變量

 　　前面介紹中提到使用匿名方法時(shí)會(huì)形成閉包，閉包指的就是在匿名方法中捕捉了變量，為了更好的理解閉包的概念，首先需要理解兩個(gè)概念 ——外部變量和被捕捉的外部變量，下面通過(guò)一個(gè)例子來(lái)解釋這個(gè)兩個(gè)概念：

class Program  
    {  
        // 定義閉包委托  
        delegate void ClosureDelegate();  
 
        static void Main(string[] args)  
        {  
            closureMethod();  
            Console.Read();  
        }  
 
        // 閉包方法  
        private static void closureMethod()  
        {  
            // outVariable和capturedVariable對(duì)于匿名方法而言都是外部變量  
            // 然而outVariable是未捕獲的外部變量，子所以是未捕獲，是因?yàn)槟涿椒ㄖ形匆迷撟兞? 
            string outVariable = "外部變量";  
 
            //  而capturedVariable是被匿名方法捕獲的外部變量  
            string capturedVariable = "捕獲變量";  
            ClosureDelegate closuredelegate = delegate 
            {  
                // localvariable是匿名方法中局部變量  
                string localvariable = "匿名方法局部變量";  
 
                Console.WriteLine(capturedVariable+" "+localvariable);  
            };  
 
            // 調(diào)用委托  
            closuredelegate();  
        }  
    } 

　　一個(gè)變量被捕捉后，被匿名方法捕捉到的是真的變量，而不是創(chuàng)建委托實(shí)例時(shí)該變量的值，并且被匿名方法中捕捉到的變量會(huì)延長(zhǎng)生命周期（意思是說(shuō)對(duì)于一個(gè)被捕捉的變量，只要還有任何委托實(shí)例引用它，它就一直存在，而不會(huì)當(dāng)委托實(shí)例調(diào)用結(jié)束后就被垃圾回收），下面通過(guò)一個(gè)具體的例子看看匿名方法是如何延長(zhǎng)變量的生命周期的：

class Program  
    {  
        // 定義閉包委托  
        delegate void ClosureDelegate();  
 
        static void Main(string[] args)  
        {  
            ClosureDelegate test = CreateDelegateInstance();  
            test();  
     
            Console.Read();  
        }  
 
        // 閉包延長(zhǎng)變量的生命周期  
        private static ClosureDelegate CreateDelegateInstance()  
        {  
            int count = 1;  
    
            ClosureDelegate closuredelegate = delegate 
            {  
                Console.WriteLine(count);  
                count++;  
            };  
 
            // 調(diào)用委托  
            closuredelegate();  
            return closuredelegate;  
        }  
} 

運(yùn)行結(jié)果為：

　　第一行中的1是CreateDelegateInstance內(nèi)部調(diào)用委托實(shí)例輸出的結(jié)果，首先大家肯定認(rèn)為count是在棧上分配的（因?yàn)閏ount是值類(lèi)型），當(dāng)CreateDelegateInstance方法調(diào)用完后，count的值也會(huì)被銷(xiāo)毀，當(dāng)執(zhí)行 test()這行代碼時(shí)，此時(shí)會(huì)回調(diào)匿名方法來(lái)輸出count的值，因?yàn)閏ount被銷(xiāo)毀，按理應(yīng)該會(huì)出現(xiàn)異常才對(duì)的，然而結(jié)果卻為2，然而結(jié)果并沒(méi)有錯(cuò)，根據(jù)結(jié)果去倒推的話，可以得出，第二次調(diào)用委托實(shí)例也還是在使用原來(lái)的那個(gè)count，然而之所以我們認(rèn)為會(huì)有異常拋出，主要原因是因?yàn)槲覀冋J(rèn)為count是分配在棧上的，然而事實(shí)并不是這樣的，count變量并不是分配在棧上的，事實(shí)上，編譯器會(huì)創(chuàng)建一個(gè)額外的類(lèi)來(lái)容納變量(此時(shí)count變量時(shí)分配在堆上的），CreateDelegateInstance方法有該類(lèi)的一個(gè)實(shí)例的引用，所以此時(shí)匿名方法捕捉到的變量count是它的一個(gè)引用，而不是真真的值，同時(shí)匿名方法也延長(zhǎng)了變量count的生命周期，使它感覺(jué)不再像是一個(gè)局部變量，反而像是一個(gè)"全局變量"了(因?yàn)榈诙沃姓{(diào)用的委托實(shí)例使用的是同一個(gè)count)。

匿名方法捕捉到的變量，編譯器會(huì)額外創(chuàng)建一個(gè)類(lèi)來(lái)容納該變量，對(duì)于這點(diǎn)，大家可以通過(guò)IL反匯編程序進(jìn)行查看，下面是上面程序中使用反匯編程序得到的截圖：

　　從上面的截圖中可以看出，在源代碼中根本沒(méi)有<>c_DisplayClass1類(lèi)的定義的，然而這個(gè)類(lèi)真是編譯器為我們創(chuàng)建來(lái)容納捕獲變量count的，并且該類(lèi)中容納了CreateDelegateInstance方法，從上圖的左半部分中間語(yǔ)言代碼可以看出，源代碼中定義的CreateDelegateInstance方法具有該<>c_DisplayClass1的一個(gè)引用，在源代碼中使用到的count變量編譯器認(rèn)為是<>c_DisplayClass1中的一個(gè)字段。

四、小結(jié)

 　　這個(gè)專(zhuān)題中主要介紹了匿名方法的使用以及匿名方法通過(guò)捕獲變量來(lái)延長(zhǎng)變量的生命周期，希望通過(guò)本專(zhuān)題的介紹大家可以對(duì)匿名方法可以有個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，并且匿名方法也是Lambda表達(dá)式的基礎(chǔ)，Lambda表達(dá)式只是C# 3.0中提出更簡(jiǎn)潔的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)匿名方法的。