漫談Visual C#的組件設計方法

　　Properties

　　在C#中為類預定義屬性是件再簡單不過的事，見程序1。

　　程序1

using System;
namespace PropertiesDemo
{
　public class MyData
　{
　　...............
　}
　public class Class1
　{
　　private MyData _data;
　　public MyData Data
　　{
　　　get { return _data; }
　　}
　　public Class1()
　　{
　　　_data = new MyData();
　　}
　}
}

　　這是相當常見的屬性預定義方式，同時也是個可正常運行的程序，不過其中隱含著一個設計上的問題，那就是創建MyData對象的時機。按照程序2-1的手法，當Class1對象被創建之初，其內的_data對象也隨著被創建起來，這造成了Class1對象於創建初期就付出了一個MyData對象的內存成本，這對簡單的類來說或如牛毛，但倘若Class1對象中擁有一群這類屬性呢？為了解決這類問題，.NET Framework中大量使用Lazy-Allocate(緩分配)技術，見程序2。

　　程序2 Lazy-Allocate范例

public class Class1
{
　private MyData _data;
　public MyData Data
　{
　　get
　　{
　　　if(_data == null)
　　　　data = new MyData();
　　　return _data;
　　}
　}
　public Class1() { }
}

　　Lazy-Allocate的設計概念很簡單，就是未使用前不預付成本。相對於程序2-1所使用的Pre-Allocate(預分配)概念，程序2-2采取以時間換取空間的策略，付出存取判斷式的代價來減輕空間浪費的情況。當然，Pre-Allocate也不是一無是處，不須預判斷的快速存取特色適用於用戶必然會存取的屬性，但在一些特定的屬性上，例如ASP.NET中常見的Style屬性就不適合使用Pre-Allocate技巧，因為用戶不一定會使用該屬性，於此情況下，Lazy-Allocate模式說可以讓對象省下一些內存成本。

　　Event

　　事件處理是組件設計中相當重要的一環，在C#中事件與delegate是緊密相關的，程序3是一個簡單的事件范例。

　　程序3 簡單的事件范例

using System;
namespace EventDemo
{
　public delegate void ProcessHandler(object sender);
　public class Class1
　{
　　private event ProcessHandler _processHandler = null;
　　public event ProcessHandler ProcessStart
　　{
　　　add
　　　{
　　　　_processHandler += value;
　　　}
　　　remove
　　　{
　　　　_processHandler -= value;
　　　}
　　}
　　public void Process()
　　{
　　　_processHandler(this);
　　　for(int i = 0; i < 10; i++)
　　　　i = i+1;
　　}
　　public Class1()
　　{}
　}
}

　　C#之中delegate扮演著函數指針的角色，用戶可以將某個函數加入一個delegate之中，而一個delegate允許用戶加入一個以上的函數，當調用此delegate時就等同於調用其內所含的所有函數。不過程序2-3的設計手法潛藏著一個問題，就是當事件數眾多時，對象就必須付出相應數量的delegate變量，如程序4所示。

　　程序4 傳統事件設計

private event ProcessHandler _processStart = null;
private event ProcessHandler _processEnd = null;
private event ProcessHandler _processStep = null;

　　不管用戶是否用到了這些事件，當對象被創建起來時就得付出這些成本，這在窗口應用程序上更顯得可怕，因為Windows Message(窗口消息)的數量以千為單位，假如一個簡單的窗口程序就必須付出相對於Windows Message數量的變量成本，這樣一來對象豈不成了龐然大物了。針對這個問題，.NET Framework采取了與Lazy-Allocate類似的方式來處理，見程序5。

　　程序5 新事件設計模式

public class Class1
{
　private Hashtable _eventList = new Hashtable();
　private static object _processStart = new object();
　private static object _processEnd = new object();
　public event ProcessHandler ProcessStart
　{
　　add
　　{
　　　_eventList.Add(_processStart,value);
　　}
　　remove
　　{
　　　_eventList.Remove(_processStart);
　　}
　}
　public event ProcessHandler ProcessEnd
　{
　　add
　　{
　　　_eventList.Add(_processEnd,value);
　　}
　　remove
　　{
　　　_eventList.Remove(_processEnd);
　　}
　}
　public void Process()
　{
　　ProcessHandler start = (ProcessHandler)_eventList[_processStart];
　　ProcessHandler end = (ProcessHandler)_eventList[_processEnd];
　　if(start != null) start(this);
　　　for(int i = 0; i < 10; i++)
　　　　i = i+1;
　　　　if(end != null)
　　　　　end(this);
　}

　　程序中聲明了一個Hashtable類型的對象:_eventList，每一個Class1類的實體都擁有這個對象，另外還聲明了兩個object類型的對象:_processStart、_processEnd，注意!這兩個對象是static(靜態)類型，也就是說，不管有多少個對象實體，都只須花費兩個object的空間。那這與2-4的范例做法有何不同呢？答案是對象所占的內存大小不同，當用戶創建一個對象實體之後，此對象占用了一個Hashtable對象的內存空間，在用戶設定了ProcessStart事件時，此對象隨之占用了一個Hashtable元素的內存空間，若用戶未設定事件，那麼此元素的內存空間就不會被占用，相較於2-4范例的預付行為，此方式可以省下不必要付出的內存成本。再詳細點說，假設Class1擁有1000個事件，那麼程序2-4的做法在對象創建初期就會占用1000個event變量的內存空間，而程序2-5則要付出一個Hashtable對象及1000個static變量的代價，當用戶創建了第二個對象時，程序2-4要再次占用了1000個event變量的代價，但程序5只須占用一個Hashtable對象的代價，優劣立見不是嗎？很幸運，這種設計概念在.NET Framework中已提供了基礎建設，設計人員只要套用即可，見程序6。

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