Những chủ đề tiến bộ trong C#
Delegate – Phần 1
Delegate có thể được xem như là kiểu đối tượng mới trong C#, mà có môt số
điểm quen thuộc với lớp.chúng tồn tại trong tình huống mà ta muốn truyền
phương thức xung quanh những phương thức khác.để minh hoạ ta xem dòng
mã sau:
int i = int.Parse("99");
Chúng ta quen với việc truyền dữ liệu đến một phương thức như là thông
số,vì vậy ý tường truyền phương thức như là thông số nghe có vẻ hơi lạ đối
với chúng ta.tuy nhiên có trường hợp mà ta có 1 phương thức mà làm 1 điều
gì đó, nhiều hơn là xử lí dữ liệu, phương thức đó có thể cần làm điều gì đó
mà liên quan đến việc thực thi phương thức khác.phức tạp hơn, bạn không
biết vào lúc nào thì phương thức thứ hai sẽ được biên dịch. thông tin đó chỉ
biết vào lúc chạy , và chính vì lí do đó mà phương thức 2 sẽ cần truyền vào
như là thông số cho phương thức đầu tiên.điều này nghe có vẻ hơi khó
hiểu,nhưng nó sẽ được làm rõ hơn trong 1 vài ví dụ sau:
Luồng bắt đầu: C# có thể bảo máy tính bắt đầu một chuỗi thực thi mới song
song với việc thực thi đương thời.1 chuỗi liên tiếp này gọi là luồng,và việc
bắt đầu này được làm bằng cách dùng phương thức, Start() trên 1 thể hiện
của lớp cơ sở.System.Threading.Thread. ( chi tiết hơn về luồng ở chương
5).khi chương trình bắt đầu chạy,nơi nó bắt đầu là main(). tương tự như vậy
khi bạn muốn máy tính chạy một chuỗi thực thi thì bạn phải báo cho máy
tính biết bắt đầu chạy là ở đâu. bạn phải cung cấp cho nó chi tiết của phương
thức mà việc thực thi có thể bắt đầu.-nói cách khác , phương thức
Thread.Start() phải lấy 1 thông số mà định nghĩa phương thức được thi hành
bởi luồng.
Lớp thư viện chung . khi 1 nhiệm vụ chứa đựng nhiệm vụ con mà mã của
các nhiệm vụ con này được viết trong các thư viện chỉ có sử dụng thư viện
mới biết nó làm gì.ví dụ , chúng ta muốn viết một lớp chứa một mảng đối
tuợng và sắp nó tăng dần. 1 phần công việc được lặp lại là lấy 2 đối tượng
trong lớp so sánh với nhau để xem đối tượng nào đứng truớc.nếu ta muốn
lớp có khả năng sắp xếp bất kì đối tượng nào, không có cách nào có thể làm
được việc so sánh trên .mã client dùng mảng đối tượng của ta sẽ bảo cho ta
biết cách so sánh cụ thể đối tượng mà nó muốn sắp xếp.nói cách khác , mã
client sẽ phải truyền cho lớp của ta phương thức thích hợp mà có thể được
gọi, để làm việc so sánh.
Nguyên tắc chung là: mã của ta sẽ cần thông báo cho thời gian chạy .NET
biết phương thức nào xử lí tình huống nào.
Vì thế chúng ta phải thiết lập những nguyên tắc mà đôi lúc , những phương
thức cần lấy chi tiết của phương thức khác như là thông số.kế tiếp chúng ta
sẽ minh họa cách làm điều đó.cách đơn giản nhất là truyền tên của phương
thức như là thông số.giả sử chúng ta muốn bắt đầu một luồng mới, và chúng
ta có phương thức được gọi là entrypoint(), mà ta muốn luồng bắt đầu chạy
từ đó:
void EntryPoint()
{
// làm những gì luồng mới cần làm
}
Có thể chúng ta bắt đầu luồng mới với một đoạn mã :
Thread NewThread = new Thread();
Thread.Start(EntryPoint); // sai
Thật sự đây là cách đơn giản nhất. trong một vài ngôn ngữ dùng cách này
như c và c++ ( trong c và c++ thông số entrypoint là con trỏ hàm)
Không may, cách thực thi trực tiếp này gây ra một số vấn đề về an toàn
kiểu.nhớ rằng ta đang lập trình hướng đôí tượng, phương thức hiếm khi nào
tồn tại độc lập , mà thường là phải kết hợp với phương thức khác trưóc khi
được gọi.vì vậy .NET không cho làm điều này.thay vào đó nếu ta muốn
truyền phương thức ta phải gói chi tiết của phương thức trong một loại đối
tượng mới là 1 delegate. delegate đơn giản là một kiểu đối tượng đặc biệt-
đặc biệt ở chổ ,trong khi tất cả đối tượng chúng ta định nghĩa trước đây chứa
đựng dữ liệu , thì delegate chứa đựng chi tiết của phương thức.
Dùng delegate trong C#
Đầu tiên ta phải định nghĩa delegate mà ta muốn dùng ,nghĩa là bảo cho
trình biên dịch biết loại phương thức mà delegate sẽ trình bày.sau đó ta tạo
ra các thể hiện của delegate.
Cú pháp
delegate void VoidOperation(uint x);
Ta chỉ định mỗi thể hiện của delegate có thể giữ một tham chiếu đến 1
phương thức mà chứa một thông số uint và trả vầ kiểu void.
Ví dụ khác : nếu bạn muốn định nghĩa 1 delegate gọi là twolongsOp mà
trình bày 1 hàm có 2 thông số kiểu long và trả về kiểu double. ta có thể viết :
delegate double TwoLongsOp(long first, long second);
Hay 1 delegate trình bày phương thức không nhận thông số và trả về kiểu
string
delegate string GetAString();
Cú pháp cũng giống như phương thức , ngoại trừ việc không có phần thân
của phương thức,và bắt đầu với delegate.ta cũng có thể áp dụng các cách
thức truy nhập thông thường trên một định nghĩa delegate -
public,private,protected ...
public delegate string GetAString();
Mỗi lần ta định nghĩa một delegate chúng ta có thể tạo ra một thể hiện của
nó mà ta có thể dùng đề lưu trữ các chi tiết của 1 phưong thức cụ thể.
Lưu ý : với lớp ta có 2 thuật ngữ riêng biệt : lớp để chỉ định nghĩa chung ,
đối tượng để chỉ một thể hiện của 1 lớp, tuy nhiên đối với delegate ta chỉ có
một thuật ngữ là '1 delegate' khi tạo ra một thể hiện của delegate ta cũng gọi
nó là delegate. vì vậy cần xem xét ngữ cảnh để phân biệt.
Đoạn mã sau minh hoạ cho 1 delegate:
private delegate string GetAString();
static void Main(string[] args)
{
int x = 40;
GetAString firstStringMethod = new GetAString(x.ToString);
Console.WriteLine("String is" + firstStringMethod());
// With firstStringMethod initialized to x.ToString(),
// the above statement is equivalent to saying
// Console.WriteLine("String is" + x.ToString());
}
Trong mã này , ta tạo ra delegate GetAString, và khởi tạo nó để nó tham
khảo đến phương thức ToString() của một biến nguyên x .chúng ta sẽ biên
dịch lỗi nếu cố gắng khởi tạo FirstStringMethod với bất kì phương thức nào
có thông số vào và kiểu trả về là chuỗi.
1 đặc tính của delegate là an toàn- kiểu ( type-safe) để thấy rằng chúng phải
đảm bảo dấu ấn ( signature) của phương thức được gọi là đúng.tuy nhiên 1
điều thú vị là, chúng không quan tâm kiểu của đối tượng phương thức là gì
khi gọi hoặc thậm chí liệu rằng phương thức đó là static hay là một phưong
thức thể hiện.
Để thấy điều này ta mở rộng đoạn mã trên, dùng delegate FirstStringMethod
để gọi các phương thức khác trên những đối tượng khác - 1 phương thức thể
hiện và 1 phương thức tĩnh .ta cũng dùng lại cấu trúc currency, và cấu trúc
currency đã có overload riêng của nó cho phương thức ToString().để xem
xét delegate với phương thức tĩnh ta thêm 1 phương thức tĩnh với cùng dấu
ấn như currency:
struct Currency
{
public static string GetCurrencyUnit()
{
return "Dollar";
}
Bây giờ ta sử dụng thể hiện GetAString như sau:
private delegate string GetAString();
static void Main(string[] args)
{
int x = 40;
GetAString firstStringMethod = new GetAString(x.ToString);
Console.WriteLine("String is " + firstStringMethod());
Currency balance = new Currency(34, 50);
firstStringMethod = new GetAString(balance.ToString);
Console.WriteLine("String is " + firstStringMethod());
firstStringMethod = new GetAString(Currency.GetCurrencyUnit);
Console.WriteLine("String is " + firstStringMethod());
Đoạn mã này chỉ cho ta biết làm thế nào để gọi 1 phương thức qua trung
gian là delegate,đăng kí lại delegate để tham chiếu đến một phương thức
khác trên 1 thể hiện khác của lớp.
Tuy nhiên ta vẫn chưa nắm rõ được quy trình truyền 1 delegate đến 1
phương thức khác, cũng như chưa thấy được lợi ích của delegate qua ví dụ
trên. như ta có thể gọi trực tiếp ToString() từ int hay currency mà không cần
delegate.ta cần những ví dụ phức tạp hơn để hiểu rõ delegate. ta sẽ trình bày
2 ví dụ : ví dụ 1 đơn giản sử dụng delegate để gọi vào thao tác khác..nó chỉ
rõ làm thế nào để truyền delegate đến phương thức và cách sử dụng mảng
trong delegate . ví dụ 2 phức tạp hơn là lớp BubbleSorter, mà thực thi 1
phương thức sắp xếp mảng đối tượng tăng dần. lớp này sẽ rất khó viết nếu
không có delegate.
Ví dụ SimpleDelegate
Trong ví dụ này ta sẽ tạo lớp MathOperations mà có vài phương thức static
để thực thi 2 thao tác trên kiểu double, sau đó ta dùng delegate để gọi những
phương thức này.lớp như sau:
class MathsOperations
{
public static double MultiplyByTwo(double value)
{
return value*2;
}
public static double Square(double value)
{
return value*value;
}
}
Sau đó ta gọi phương thức này như sau:
using System;
namespace Wrox.ProCSharp.AdvancedCSharp
{
delegate double DoubleOp(double x);
class MainEntryPoint
{
static void Main()
{
DoubleOp [] operations =
{
new DoubleOp(MathsOperations.MultiplyByTwo),
new DoubleOp(MathsOperations.Square)
};
for (int i=0 ; i { Console.WriteLine("Using operations[{0}]:", i); ProcessAndDisplayNumber(operations[i], 2.0); ProcessAndDisplayNumber(operations[i], 7.94); ProcessAndDisplayNumber(operations[i], 1.414); Console.WriteLine(); } } static void ProcessAndDisplayNumber(DoubleOp action, double value) { double result = action(value); Console.WriteLine( "Value is {0}, result of operation is {1}", value, result); } Trong đoạn mã này ta khởi tạo 1 mảng delegate doubleOp.mỗi phần tử của mảng được khởi động để tham chiếu đến 1 thao tác khác được thực thi bởi lớp MathOperations.sau đó , nó lặp xuyên suốt mảng,ứng dụng mỗi thao tác đến 3 kiểu giá trị khác nhau.điều này minh họa cách sử dụng delegate- là có thể nhóm những phương thức lại với nhau thành mảng để sử dụng, để ta có thể gọi một vài phương thức trong vòng lặp. Chỗ quan trọng trong đoạn mã là chỗ ta truyền 1 delegate vào phương thức ProcessAndDisplayNumber(), ví dụ: ProcessAndDisplayNumber(operations[i], 2.0); Ở đây ta truyền tên của delegate,nhưng không có thông số nào.cho rằng operation[i] là 1 delegate : operation[i] nghĩa là 'delegate',nói cách khác là phương thức đại diện cho delegate operation[i](2.0) nghĩa là ' gọi thực sự phương thức này, truyền giá trị vào trong ngoặc'. Phương thức ProcessAndDisplayNumber() được định nghĩa để lấy 1 delegate như là thông số đầu tiên của nó : static void ProcessAndDisplayNumber(DoubleOp action, double value) Sau đó khi ở trong phương thức này , ta gọi: double result = action(value); Thể hiện delegate action được gọi và kết quả trả về được lưu trữ trong result chạy ví dụ ta có: SimpleDelegate Using operations[0]: Value is 2, result of operation is 4 Value is 7.94, result of operation is 15.88 Value is 1.414, result of operation is 2.828 Using operations[1]: Value is 2, result of operation is 4 Value is 7.94, result of operation is 63.0436 Value is 1.414, result of operation is 1.999396 Ví dụ BubleSorter Sau đây ta sẽ xem 1 ví dụ cho thấy sự hữu ích của delegate. ta sẽ tạo lớp bublesorter. lớp này thực thi 1 phương thức tĩnh,Sort(), lấy thông số đầu là 1 mảng đối tượng, và sắp xếp lại chúng tăng dần.ví dụ để sắp xếp 1 mảng số nguyên bằng thuật toán Bubble sort : ///đây không phải là 1 phần của ví dụ for (int i = 0; i < sortArray.Length; i++) { for (int j = i + 1; j < sortArray.Length; j++) { if (sortArray[j] < sortArray[i]) // problem with this test { int temp = sortArray[i]; // swap ith and jth entries sortArray[i] = sortArray[j]; sortArray[j] = temp; } } } Thuật toán này tốt cho số nguyên, nhưng ta muốn phương thức sort() sắp xếp cho mọi đối tượng,ta thấy vấn đề nằm ở dòng if(sortArray[j] < sortArray[i]) trong đoạn mã trên.bởi ta muốn so sánh 2 đối tượng trên mảng mà cái nào là lớn hơn.chúng ta có thể sắp xếp kiểu int, nhưng làm thế nào để sắp xếp những lớp chưa biết hoặc không xác định cho đến lúc chạy.câu trả lời là mã client, mà biết về lớp muốn sắp xếp, phải truyền 1 delegate gói trong một phương thức sẽ làm công việc so sánh
