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使用c#實(shí)現(xiàn)23種常見(jiàn)的設(shè)計(jì)模式|全球新消息

2023-06-05 17:04:15 來(lái)源：博客園

使用c#實(shí)現(xiàn)23種常見(jiàn)的設(shè)計(jì)模式

設(shè)計(jì)模式通常分為三個(gè)主要類(lèi)別：

創(chuàng)建型模式

結(jié)構(gòu)型模式

(相關(guān)資料圖)

行為型模式。

這些模式是用于解決常見(jiàn)的對(duì)象導(dǎo)向設(shè)計(jì)問(wèn)題的最佳實(shí)踐。

以下是23種常見(jiàn)的設(shè)計(jì)模式并且提供c#代碼案例：

創(chuàng)建型模式：1. 單例模式（Singleton）

public sealed class Singleton{    //創(chuàng)建一個(gè)只讀的靜態(tài)Singleton實(shí)例    private static readonly Singleton instance = new Singleton();    // 記錄Singleton的創(chuàng)建次數(shù)    private static int instanceCounter = 0;    // 單例實(shí)例的公共訪問(wèn)點(diǎn)    public static Singleton Instance    {        get        {            return instance;        }    }    // 私有構(gòu)造函數(shù)    private Singleton()    {        instanceCounter++;        Console.WriteLine("Instances Created " + instanceCounter);    }    // 在此處添加其他的Singleton類(lèi)方法    public void LogMessage(string message)    {        Console.WriteLine("Message: " + message);    }}

在這個(gè)例子中，我們有一個(gè)名為Singleton的類(lèi)，它有一個(gè)私有的構(gòu)造函數(shù)和一個(gè)靜態(tài)的只讀屬性Instance，用于訪問(wèn)Singleton類(lèi)的唯一實(shí)例。我們還有一個(gè)LogMessage方法，用于模擬Singleton類(lèi)的某個(gè)行為。

以下是一個(gè)使用這個(gè)Singleton類(lèi)的控制臺(tái)應(yīng)用程序：

class Program{    static void Main(string[] args)    {        Singleton fromEmployee = Singleton.Instance;        fromEmployee.LogMessage("Message from Employee");        Singleton fromBoss = Singleton.Instance;        fromBoss.LogMessage("Message from Boss");        Console.ReadLine();    }}

2. 工廠方法模式（Factory Method）

工廠方法模式是一種創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式，它提供了一種創(chuàng)建對(duì)象的接口，但允許子類(lèi)決定實(shí)例化哪個(gè)類(lèi)。工廠方法讓類(lèi)的實(shí)例化推遲到子類(lèi)中進(jìn)行。

下面是一個(gè)使用C#實(shí)現(xiàn)的工廠方法模式的簡(jiǎn)單示例：

// 抽象產(chǎn)品public interface IProduct{    string Operation();}// 具體產(chǎn)品Apublic class ProductA : IProduct{    public string Operation()    {        return "{Result of ProductA}";    }}// 具體產(chǎn)品Bpublic class ProductB : IProduct{    public string Operation()    {        return "{Result of ProductB}";    }}// 抽象創(chuàng)建者public abstract class Creator{    public abstract IProduct FactoryMethod();}// 具體創(chuàng)建者Apublic class CreatorA : Creator{    public override IProduct FactoryMethod()    {        return new ProductA();    }}// 具體創(chuàng)建者Bpublic class CreatorB : Creator{    public override IProduct FactoryMethod()    {        return new ProductB();    }}

以上代碼中定義了兩個(gè)產(chǎn)品ProductA和ProductB，這兩個(gè)產(chǎn)品都實(shí)現(xiàn)了IProduct接口。接著我們有兩個(gè)Creator類(lèi)，CreatorA和CreatorB，它們都繼承自抽象基類(lèi)Creator。CreatorA工廠創(chuàng)建ProductA，CreatorB工廠創(chuàng)建ProductB。

以下是一個(gè)使用這些工廠和產(chǎn)品的示例：

class Program{    static void Main(string[] args)    {        // 創(chuàng)建工廠對(duì)象        Creator creatorA = new CreatorA();        Creator creatorB = new CreatorB();        // 通過(guò)工廠方法創(chuàng)建產(chǎn)品對(duì)象        IProduct productA = creatorA.FactoryMethod();        IProduct productB = creatorB.FactoryMethod();        // 打印結(jié)果        Console.WriteLine("ProductA says: " + productA.Operation());        Console.WriteLine("ProductB says: " + productB.Operation());        Console.ReadLine();    }}

當(dāng)你運(yùn)行這個(gè)程序時(shí)，它會(huì)顯示出ProductA和ProductB的Operation方法返回的結(jié)果。這說(shuō)明我們已經(jīng)成功地使用工廠方法模式創(chuàng)建了產(chǎn)品實(shí)例。每個(gè)工廠類(lèi)決定了它創(chuàng)建哪個(gè)產(chǎn)品的實(shí)例。這種方式使得客戶(hù)端代碼不需要直接實(shí)例化產(chǎn)品類(lèi)，而只需要依賴(lài)工廠接口，增加了程序的靈活性。

3. 抽象工廠模式（Abstract Factory）

抽象工廠模式是一種創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式，它提供了一種接口，用于創(chuàng)建相關(guān)或依賴(lài)對(duì)象的系列，而不指定這些對(duì)象的具體類(lèi)。在這個(gè)模式中，客戶(hù)端通過(guò)他們的抽象接口使用類(lèi)，允許該模式在不影響客戶(hù)端的情況下替換實(shí)現(xiàn)類(lèi)。

以下是一個(gè)簡(jiǎn)單的抽象工廠模式的C#實(shí)現(xiàn)：

// 抽象產(chǎn)品：動(dòng)物public interface IAnimal{    string Speak();}// 具體產(chǎn)品：狗public class Dog : IAnimal{    public string Speak()    {        return "Bark Bark";    }}// 具體產(chǎn)品：貓public class Cat : IAnimal{    public string Speak()    {        return "Meow Meow";    }}// 抽象工廠public abstract class IAnimalFactory{    public abstract IAnimal CreateAnimal();}// 具體工廠：狗工廠public class DogFactory : IAnimalFactory{    public override IAnimal CreateAnimal()    {        return new Dog();    }}// 具體工廠：貓工廠public class CatFactory : IAnimalFactory{    public override IAnimal CreateAnimal()    {        return new Cat();    }}

以上代碼定義了兩種動(dòng)物Dog和Cat，它們都實(shí)現(xiàn)了IAnimal接口。然后我們有兩個(gè)工廠類(lèi)，DogFactory和CatFactory，它們都繼承自IAnimalFactory。DogFactory生產(chǎn)Dog，而CatFactory生產(chǎn)Cat。

以下是一個(gè)使用這些工廠和產(chǎn)品的示例：

class Program{    static void Main(string[] args)    {        // 創(chuàng)建工廠        IAnimalFactory dogFactory = new DogFactory();        IAnimalFactory catFactory = new CatFactory();        // 使用工廠創(chuàng)建產(chǎn)品        IAnimal dog = dogFactory.CreateAnimal();        IAnimal cat = catFactory.CreateAnimal();        // 打印結(jié)果        Console.WriteLine("Dog says: " + dog.Speak());        Console.WriteLine("Cat says: " + cat.Speak());        Console.ReadLine();    }}

當(dāng)你運(yùn)行這個(gè)程序時(shí)，會(huì)打印出Dog和Cat的Speak方法的結(jié)果，這顯示了我們已經(jīng)成功地使用了抽象工廠模式創(chuàng)建了產(chǎn)品實(shí)例。這種方式使得客戶(hù)端代碼不需要直接實(shí)例化產(chǎn)品類(lèi)，而只需要依賴(lài)工廠接口，增加了程序的靈活性和擴(kuò)展性。

4. 建造者模式（Builder）

建造者模式是一種創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式，它提供了一種創(chuàng)建對(duì)象的接口，但是允許使用相同的構(gòu)建過(guò)程來(lái)創(chuàng)建不同的產(chǎn)品。

以下是在C#中實(shí)現(xiàn)建造者模式的一個(gè)簡(jiǎn)單示例：

// 產(chǎn)品public class Car{    public string Engine { get; set; }    public string Wheels { get; set; }    public string Doors { get; set; }}// 建造者抽象類(lèi)public abstract class CarBuilder{    protected Car car;    public void CreateNewCar()    {        car = new Car();    }    public Car GetCar()    {        return car;    }    public abstract void SetEngine();    public abstract void SetWheels();    public abstract void SetDoors();}// 具體建造者public class FerrariBuilder : CarBuilder{    public override void SetEngine()    {        car.Engine = "V8";    }    public override void SetWheels()    {        car.Wheels = "18 inch";    }    public override void SetDoors()    {        car.Doors = "2";    }}// 指揮者public class Director{    public Car Construct(CarBuilder carBuilder)    {        carBuilder.CreateNewCar();        carBuilder.SetEngine();        carBuilder.SetWheels();        carBuilder.SetDoors();        return carBuilder.GetCar();    }}

以上代碼中，Car是我們要?jiǎng)?chuàng)建的產(chǎn)品，CarBuilder是抽象的建造者，定義了制造一個(gè)產(chǎn)品所需要的各個(gè)步驟，FerrariBuilder是具體的建造者，實(shí)現(xiàn)了CarBuilder定義的所有步驟，Director是指揮者，它告訴建造者應(yīng)該按照什么順序去執(zhí)行哪些步驟。

以下是一個(gè)使用這個(gè)建造者模式的示例：

class Program{    static void Main(string[] args)    {        Director director = new Director();        CarBuilder builder = new FerrariBuilder();        Car ferrari = director.Construct(builder);        Console.WriteLine($"Engine: {ferrari.Engine}, Wheels: {ferrari.Wheels}, Doors: {ferrari.Doors}");        Console.ReadLine();    }}

當(dāng)你運(yùn)行這個(gè)程序時(shí)，會(huì)看到我們已經(jīng)成功地創(chuàng)建了一個(gè)Car實(shí)例，它的各個(gè)部分是按照FerrariBuilder所定義的方式創(chuàng)建的。這說(shuō)明我們使用建造者模式成功地將一個(gè)復(fù)雜對(duì)象的構(gòu)造過(guò)程解耦，使得同樣的構(gòu)造過(guò)程可以創(chuàng)建不同的表示。

5. 原型模式（Prototype）

原型模式是一種創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式，它實(shí)現(xiàn)了一個(gè)原型接口，該接口用于創(chuàng)建當(dāng)前對(duì)象的克隆。當(dāng)直接創(chuàng)建對(duì)象的代價(jià)比較大時(shí)，則采用這種模式。例如，一個(gè)對(duì)象需要在一個(gè)高代價(jià)的數(shù)據(jù)庫(kù)操作后被創(chuàng)建。

以下是在C#中實(shí)現(xiàn)原型模式的一個(gè)簡(jiǎn)單示例：

// 抽象原型public interface IPrototype{    IPrototype Clone();}// 具體原型public class ConcretePrototype : IPrototype{    public string Name { get; set; }    public int Value { get; set; }    public IPrototype Clone()    {        // 實(shí)現(xiàn)深拷貝        return (ConcretePrototype)this.MemberwiseClone(); // Clones the concrete object.    }}

以上代碼定義了一個(gè)ConcretePrototype類(lèi)，它實(shí)現(xiàn)了IPrototype接口。接口定義了一個(gè)Clone方法，用于復(fù)制對(duì)象。在ConcretePrototype類(lèi)中，我們使用了MemberwiseClone方法來(lái)創(chuàng)建一個(gè)新的克隆對(duì)象。

以下是一個(gè)使用原型模式的示例：

class Program{    static void Main(string[] args)    {        ConcretePrototype prototype = new ConcretePrototype();        prototype.Name = "Original";        prototype.Value = 10;        Console.WriteLine("Original instance: " + prototype.Name + ", " + prototype.Value);        ConcretePrototype clone = (ConcretePrototype)prototype.Clone();        Console.WriteLine("Cloned instance: " + clone.Name + ", " + clone.Value);        Console.ReadLine();    }}

在這個(gè)例子中，我們創(chuàng)建了一個(gè)ConcretePrototype對(duì)象，并為其屬性賦值，然后我們調(diào)用Clone方法創(chuàng)建了一個(gè)新的ConcretePrototype對(duì)象。當(dāng)我們運(yùn)行這個(gè)程序時(shí)，會(huì)看到原始對(duì)象和克隆對(duì)象的屬性是相同的，這表明我們已經(jīng)成功地克隆了一個(gè)對(duì)象。

執(zhí)行流程如下：

創(chuàng)建一個(gè)具體的原型對(duì)象，為其屬性賦值。調(diào)用原型對(duì)象的Clone方法，創(chuàng)建一個(gè)新的對(duì)象，該對(duì)象的屬性與原型對(duì)象的屬性相同。打印原型對(duì)象和克隆對(duì)象的屬性，驗(yàn)證它們是否相同。結(jié)構(gòu)型模式： 6. 適配器模式（Adapter）1. 橋接模式（Bridge）

橋接模式是一種結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式，用于將抽象部分與其實(shí)現(xiàn)部分分離，使它們都可以獨(dú)立地變化。

以下是在C#中實(shí)現(xiàn)橋接模式的一個(gè)簡(jiǎn)單示例：

// 實(shí)現(xiàn)類(lèi)接口public interface IImplementor{    void OperationImp();}// 具體實(shí)現(xiàn)類(lèi)Apublic class ConcreteImplementorA : IImplementor{    public void OperationImp()    {        Console.WriteLine("Concrete Implementor A");    }}// 具體實(shí)現(xiàn)類(lèi)Bpublic class ConcreteImplementorB : IImplementor{    public void OperationImp()    {        Console.WriteLine("Concrete Implementor B");    }}// 抽象類(lèi)public abstract class Abstraction{    protected IImplementor implementor;    public Abstraction(IImplementor implementor)    {        this.implementor = implementor;    }    public virtual void Operation()    {        implementor.OperationImp();    }}// 擴(kuò)充的抽象類(lèi)public class RefinedAbstraction : Abstraction{    public RefinedAbstraction(IImplementor implementor) : base(implementor) { }    public override void Operation()    {        Console.WriteLine("Refined Abstraction is calling implementor"s method:");        base.Operation();    }}

在這個(gè)代碼中，Abstraction是抽象類(lèi)，它有一個(gè)IImplementor接口的實(shí)例，通過(guò)這個(gè)實(shí)例調(diào)用實(shí)現(xiàn)類(lèi)的方法。RefinedAbstraction是擴(kuò)充的抽象類(lèi)，它繼承自Abstraction。ConcreteImplementorA和ConcreteImplementorB是實(shí)現(xiàn)類(lèi)，它們實(shí)現(xiàn)了IImplementor接口。

以下是一個(gè)使用這個(gè)模式的示例：

class Program{    static void Main(string[] args)    {        IImplementor implementorA = new ConcreteImplementorA();        Abstraction abstractionA = new RefinedAbstraction(implementorA);        abstractionA.Operation();        IImplementor implementorB = new ConcreteImplementorB();        Abstraction abstractionB = new RefinedAbstraction(implementorB);        abstractionB.Operation();        Console.ReadLine();    }}

在這個(gè)例子中，我們創(chuàng)建了兩個(gè)實(shí)現(xiàn)類(lèi)的實(shí)例，然后創(chuàng)建了兩個(gè)抽象類(lèi)的實(shí)例，每個(gè)抽象類(lèi)的實(shí)例都有一個(gè)實(shí)現(xiàn)類(lèi)的實(shí)例。當(dāng)我們調(diào)用抽象類(lèi)的Operation方法時(shí)，它會(huì)調(diào)用實(shí)現(xiàn)類(lèi)的OperationImp方法。

執(zhí)行流程如下：

創(chuàng)建實(shí)現(xiàn)類(lèi)的實(shí)例。創(chuàng)建抽象類(lèi)的實(shí)例，抽象類(lèi)的實(shí)例有一個(gè)實(shí)現(xiàn)類(lèi)的實(shí)例。調(diào)用抽象類(lèi)的Operation方法，該方法會(huì)調(diào)用實(shí)現(xiàn)類(lèi)的OperationImp方法。2. 組合模式（Composite）

組合模式（Composite pattern）是一種結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式，它可以使你將對(duì)象組合成樹(shù)形結(jié)構(gòu)，并且能像使用獨(dú)立對(duì)象一樣使用它們。這種模式的主要目的是使單個(gè)對(duì)象和組合對(duì)象具有一致性。

以下是在C#中實(shí)現(xiàn)組合模式的一個(gè)簡(jiǎn)單示例：

// 抽象組件類(lèi)public abstract class Component{    protected string name;    public Component(string name)    {        this.name = name;    }    public abstract void Add(Component c);    public abstract void Remove(Component c);    public abstract void Display(int depth);}// 葉節(jié)點(diǎn)類(lèi)public class Leaf : Component{    public Leaf(string name) : base(name) { }    public override void Add(Component c)    {        Console.WriteLine("Cannot add to a leaf");    }    public override void Remove(Component c)    {        Console.WriteLine("Cannot remove from a leaf");    }    public override void Display(int depth)    {        Console.WriteLine(new String("-", depth) + name);    }}// 構(gòu)件容器類(lèi)public class Composite : Component{    private List _children = new List();    public Composite(string name) : base(name) { }    public override void Add(Component component)    {        _children.Add(component);    }    public override void Remove(Component component)    {        _children.Remove(component);    }    public override void Display(int depth)    {        Console.WriteLine(new String("-", depth) + name);        // 顯示每個(gè)節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)        foreach (Component component in _children)        {            component.Display(depth + 2);        }    }}

在這個(gè)代碼中，Component是組件抽象類(lèi)，它有一個(gè)名字，并定義了添加、刪除和顯示操作。Leaf是葉子節(jié)點(diǎn)，它實(shí)現(xiàn)了Component的操作。Composite是組件容器，它可以添加、刪除和顯示其子節(jié)點(diǎn)。

以下是一個(gè)使用這個(gè)模式的示例：

class Program{    static void Main(string[] args)    {        Composite root = new Composite("root");        root.Add(new Leaf("Leaf A"));        root.Add(new Leaf("Leaf B"));        Composite comp = new Composite("Composite X");        comp.Add(new Leaf("Leaf XA"));        comp.Add(new Leaf("Leaf XB"));        root.Add(comp);        Composite comp2 = new Composite("Composite XY");        comp2.Add(new Leaf("Leaf XYA"));        comp2.Add(new Leaf("Leaf XYB"));        comp.Add(comp2);        root.Add(new Leaf("Leaf C"));        // 在組合中添加和刪除        Leaf leaf = new Leaf("Leaf D");        root.Add(leaf);        root.Remove(leaf);        // 顯示樹(shù)形結(jié)構(gòu)        root.Display(1);        Console.ReadLine();    }}

在這個(gè)例子中，我們創(chuàng)建了一個(gè)根節(jié)點(diǎn)，并在其中添加了兩個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)。然后我們創(chuàng)建了一個(gè)復(fù)合節(jié)點(diǎn)，并在其中添加了兩個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)，然后我們把復(fù)合節(jié)點(diǎn)添加到根節(jié)點(diǎn)中。我們還在復(fù)合節(jié)點(diǎn)中添加了另一個(gè)復(fù)合節(jié)點(diǎn)。最后，我們又在根節(jié)點(diǎn)中添加和刪除了一個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)，然后顯示了樹(shù)的結(jié)構(gòu)。

執(zhí)行流程如下：

創(chuàng)建組合和葉子對(duì)象。通過(guò)調(diào)用組合對(duì)象的Add方法將葉子對(duì)象和其他組合對(duì)象添加到組合對(duì)象中。通過(guò)調(diào)用組合對(duì)象的Remove方法將葉子對(duì)象從組合對(duì)象中移除。調(diào)用組合對(duì)象的Display方法顯示組合對(duì)象的結(jié)構(gòu)。3. 裝飾模式（Decorator）

裝飾模式是一種結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式，它允許在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)地將功能添加到對(duì)象中，這種模式提供了比繼承更有彈性的解決方案。

以下是在C#中實(shí)現(xiàn)裝飾模式的一個(gè)簡(jiǎn)單示例：

// 抽象組件public abstract class Component{    public abstract string Operation();}// 具體組件public class ConcreteComponent : Component{    public override string Operation()    {        return "ConcreteComponent";    }}// 抽象裝飾器public abstract class Decorator : Component{    protected Component component;    public Decorator(Component component)    {        this.component = component;    }    public override string Operation()    {        if (component != null)        {            return component.Operation();        }        else        {            return string.Empty;        }    }}// 具體裝飾器Apublic class ConcreteDecoratorA : Decorator{    public ConcreteDecoratorA(Component comp) : base(comp) { }    public override string Operation()    {        return $"ConcreteDecoratorA({base.Operation()})";    }}// 具體裝飾器Bpublic class ConcreteDecoratorB : Decorator{    public ConcreteDecoratorB(Component comp) : base(comp) { }    public override string Operation()    {        return $"ConcreteDecoratorB({base.Operation()})";    }}

在這個(gè)代碼中，Component是一個(gè)抽象組件，它定義了一個(gè)Operation方法。ConcreteComponent是具體組件，它實(shí)現(xiàn)了Component的Operation方法。Decorator是一個(gè)抽象裝飾器，它包含一個(gè)Component對(duì)象，并重寫(xiě)了Operation方法。ConcreteDecoratorA和ConcreteDecoratorB是具體的裝飾器，它們繼承了Decorator并重寫(xiě)了Operation方法，以添加新的功能。

以下是一個(gè)使用這個(gè)模式的示例：

class Program{    static void Main(string[] args)    {        // 基本組件        Component component = new ConcreteComponent();        Console.WriteLine("Basic Component: " + component.Operation());        // 裝飾后的組件        Component decoratorA = new ConcreteDecoratorA(component);        Console.WriteLine("A Decorated: " + decoratorA.Operation());        Component decoratorB = new ConcreteDecoratorB(decoratorA);        Console.WriteLine("B Decorated: " + decoratorB.Operation());        Console.ReadLine();    }}

在這個(gè)例子中，我們首先創(chuàng)建了一個(gè)ConcreteComponent對(duì)象，并調(diào)用它的Operation方法。然后我們創(chuàng)建了一個(gè)ConcreteDecoratorA對(duì)象，它裝飾了ConcreteComponent，并調(diào)用它的Operation方法。最后，我們創(chuàng)建了一個(gè)ConcreteDecoratorB對(duì)象，它裝飾了ConcreteDecoratorA，并調(diào)用它的Operation方法。這樣，我們就可以在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)地添加功能。

執(zhí)行流程如下：

創(chuàng)建一個(gè)具體組件對(duì)象并調(diào)用其操作。創(chuàng)建一個(gè)裝飾器對(duì)象，該對(duì)象裝飾了具體組件，并調(diào)用其操作。在操作中，裝飾器首先調(diào)用具體組件的操作，然后執(zhí)行額外的操作。創(chuàng)建另一個(gè)裝飾器對(duì)象，裝飾前一個(gè)裝飾器，并調(diào)用其操作。在操作中，這個(gè)裝飾器首先調(diào)用前一個(gè)裝飾器的操作，然后執(zhí)行額外的操作。4. 外觀模式（Facade）

外觀模式是一種結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式，提供了一個(gè)統(tǒng)一的接口，用來(lái)訪問(wèn)子系統(tǒng)中的一群接口。外觀模式定義了一個(gè)高層接口，讓子系統(tǒng)更容易使用。

以下是在C#中實(shí)現(xiàn)外觀模式的一個(gè)簡(jiǎn)單示例：

// 子系統(tǒng)Apublic class SubSystemA{    public string OperationA()    {        return "SubSystemA, OperationA\n";    }}// 子系統(tǒng)Bpublic class SubSystemB{    public string OperationB()    {        return "SubSystemB, OperationB\n";    }}// 子系統(tǒng)Cpublic class SubSystemC{    public string OperationC()    {        return "SubSystemC, OperationC\n";    }}// 外觀類(lèi)public class Facade{    private SubSystemA a = new SubSystemA();    private SubSystemB b = new SubSystemB();    private SubSystemC c = new SubSystemC();    public string OperationWrapper()    {        string result = "Facade initializes subsystems:\n";        result += a.OperationA();        result += b.OperationB();        result += c.OperationC();        return result;    }}

在這個(gè)代碼中，SubSystemA，SubSystemB和SubSystemC都是子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)都有一個(gè)操作。Facade是一個(gè)外觀類(lèi)，它封裝了對(duì)子系統(tǒng)的操作，提供了一個(gè)統(tǒng)一的接口。

以下是一個(gè)使用這個(gè)模式的示例：

class Program{    static void Main(string[] args)    {        Facade facade = new Facade();        Console.WriteLine(facade.OperationWrapper());        Console.ReadLine();    }}

在這個(gè)例子中，我們創(chuàng)建了一個(gè)Facade對(duì)象，并調(diào)用了它的OperationWrapper方法。這個(gè)方法封裝了對(duì)子系統(tǒng)的操作，使得客戶(hù)端可以不直接操作子系統(tǒng)，而是通過(guò)外觀類(lèi)操作子系統(tǒng)。

執(zhí)行流程如下：

創(chuàng)建一個(gè)外觀對(duì)象。

通過(guò)調(diào)用外觀對(duì)象的方法，間接地操作子系統(tǒng)。

子系統(tǒng)的操作被封裝在外觀對(duì)象的方法中，客戶(hù)端不需要直接操作子系統(tǒng)。

5. 享元模式（Flyweight）

享元模式（Flyweight Pattern）是一種結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式，該模式主要用于減少創(chuàng)建對(duì)象的數(shù)量，以減少內(nèi)存占用和提高性能。這種類(lèi)型的設(shè)計(jì)模式屬于結(jié)構(gòu)型模式，它提供了一種減少對(duì)象數(shù)量從而改善應(yīng)用所需的對(duì)象結(jié)構(gòu)的方式。

以下是在C#中實(shí)現(xiàn)享元模式的一個(gè)簡(jiǎn)單示例：

// 享元類(lèi)public class Flyweight{    private string intrinsicState;    // 構(gòu)造函數(shù)    public Flyweight(string intrinsicState)    {        this.intrinsicState = intrinsicState;    }    // 業(yè)務(wù)方法    public void Operation(string extrinsicState)    {        Console.WriteLine($"Intrinsic State = {intrinsicState}, Extrinsic State = {extrinsicState}");    }}// 享元工廠類(lèi)public class FlyweightFactory{    private Dictionary flyweights = new Dictionary();    public Flyweight GetFlyweight(string key)    {        if (!flyweights.ContainsKey(key))        {            flyweights[key] = new Flyweight(key);        }        return flyweights[key];    }    public int GetFlyweightCount()    {        return flyweights.Count;    }}

在這個(gè)代碼中，Flyweight是享元類(lèi)，它有一個(gè)內(nèi)在狀態(tài)intrinsicState，這個(gè)狀態(tài)是不變的。FlyweightFactory是享元工廠類(lèi)，它維護(hù)了一個(gè)享元對(duì)象的集合。

以下是一個(gè)使用這個(gè)模式的示例：

class Program{    static void Main(string[] args)    {        FlyweightFactory factory = new FlyweightFactory();        Flyweight flyweightA = factory.GetFlyweight("A");        flyweightA.Operation("A operation");        Flyweight flyweightB = factory.GetFlyweight("B");        flyweightB.Operation("B operation");        Flyweight flyweightC = factory.GetFlyweight("A");        flyweightC.Operation("C operation");        Console.WriteLine($"Total Flyweights: {factory.GetFlyweightCount()}");        Console.ReadLine();    }}

在這個(gè)例子中，我們創(chuàng)建了一個(gè)FlyweightFactory對(duì)象，并通過(guò)它創(chuàng)建了兩個(gè)享元對(duì)象。注意，當(dāng)我們?cè)噲D創(chuàng)建第三個(gè)享元對(duì)象時(shí)，工廠實(shí)際上返回了第一個(gè)享元對(duì)象的引用，因?yàn)檫@兩個(gè)對(duì)象的內(nèi)在狀態(tài)是相同的。

執(zhí)行流程如下：

創(chuàng)建一個(gè)享元工廠對(duì)象。通過(guò)享元工廠獲取享元對(duì)象。如果對(duì)象已經(jīng)存在，則返回現(xiàn)有對(duì)象；否則，創(chuàng)建新對(duì)象。執(zhí)行享元對(duì)象的操作。顯示當(dāng)前享元對(duì)象的數(shù)量。6. 代理模式（Proxy）

代理模式是一種結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式，它提供了一個(gè)對(duì)象代替另一個(gè)對(duì)象來(lái)控制對(duì)它的訪問(wèn)。代理對(duì)象可以在客戶(hù)端和目標(biāo)對(duì)象之間起到中介的作用，并添加其他的功能。

以下是在C#中實(shí)現(xiàn)代理模式的一個(gè)簡(jiǎn)單示例：

// 抽象主題接口public interface ISubject{    void Request();}// 真實(shí)主題public class RealSubject : ISubject{    public void Request()    {        Console.WriteLine("RealSubject: Handling Request.");    }}// 代理public class Proxy : ISubject{    private RealSubject _realSubject;    public Proxy(RealSubject realSubject)    {        this._realSubject = realSubject;    }    public void Request()    {        if (this.CheckAccess())        {            this._realSubject.Request();            this.LogAccess();        }    }    public bool CheckAccess()    {        // 檢查是否有權(quán)限訪問(wèn)        Console.WriteLine("Proxy: Checking access prior to firing a real request.");        return true;    }    public void LogAccess()    {        // 記錄請(qǐng)求        Console.WriteLine("Proxy: Logging the time of request.");    }}

在這個(gè)代碼中，ISubject是一個(gè)接口，定義了Request方法。RealSubject是實(shí)現(xiàn)了ISubject接口的類(lèi)，Proxy是代理類(lèi)，它也實(shí)現(xiàn)了ISubject接口，并持有一個(gè)RealSubject對(duì)象的引用。

以下是一個(gè)使用這個(gè)模式的示例：

class Program{    static void Main(string[] args)    {        Console.WriteLine("Client: Executing the client code with a real subject:");        RealSubject realSubject = new RealSubject();        realSubject.Request();        Console.WriteLine();        Console.WriteLine("Client: Executing the same client code with a proxy:");        Proxy proxy = new Proxy(realSubject);        proxy.Request();        Console.ReadLine();    }}

在這個(gè)例子中，我們首先直接調(diào)用了RealSubject的Request方法，然后我們通過(guò)代理調(diào)用了相同的方法。注意，在通過(guò)代理調(diào)用Request方法時(shí)，代理還執(zhí)行了其他的操作，如檢查訪問(wèn)權(quán)限和記錄日志。

執(zhí)行流程如下：

創(chuàng)建一個(gè)真實(shí)主題對(duì)象，并直接調(diào)用其Request方法。創(chuàng)建一個(gè)代理對(duì)象，代理對(duì)象包含一個(gè)真實(shí)主題的引用。通過(guò)代理對(duì)象調(diào)用Request方法。在這個(gè)方法中，代理首先檢查訪問(wèn)權(quán)限，然后調(diào)用真實(shí)主題的Request方法，最后記錄日志。行為型模式： 13. 責(zé)任鏈模式（Chain of Responsibility）1. 命令模式（Command）

命令模式（Command Pattern）是一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)模式，它屬于行為型模式。在命令模式中，請(qǐng)求在對(duì)象中封裝成為一個(gè)操作或行為，這些請(qǐng)求被送到調(diào)用對(duì)象，調(diào)用對(duì)象尋找可以處理該命令的合適的對(duì)象，并把命令直接送達(dá)到對(duì)應(yīng)的對(duì)象，該對(duì)象會(huì)執(zhí)行這些命令。

以下是在C#中實(shí)現(xiàn)命令模式的一個(gè)簡(jiǎn)單示例：

// 命令接口public interface ICommand{    void Execute();}// 具體命令類(lèi)public class ConcreteCommand : ICommand{    private Receiver receiver;    public ConcreteCommand(Receiver receiver)    {        this.receiver = receiver;    }    public void Execute()    {        receiver.Action();    }}// 接收者類(lèi)public class Receiver{    public void Action()    {        Console.WriteLine("Receiver performs an action");    }}// 調(diào)用者或發(fā)送者類(lèi)public class Invoker{    private ICommand command;    public void SetCommand(ICommand command)    {        this.command = command;    }    public void ExecuteCommand()    {        command.Execute();    }}

在這個(gè)代碼中，ICommand是命令接口，定義了Execute方法。ConcreteCommand是具體的命令類(lèi)，它實(shí)現(xiàn)了ICommand接口，并持有一個(gè)Receiver對(duì)象的引用。Invoker是調(diào)用者或發(fā)送者類(lèi)，它持有一個(gè)ICommand對(duì)象的引用，并可以通過(guò)SetCommand方法設(shè)置命令，通過(guò)ExecuteCommand方法執(zhí)行命令。

以下是一個(gè)使用這個(gè)模式的示例：

class Program{    static void Main(string[] args)    {        Receiver receiver = new Receiver();        ICommand command = new ConcreteCommand(receiver);        Invoker invoker = new Invoker();        invoker.SetCommand(command);        invoker.ExecuteCommand();        Console.ReadLine();    }}

在這個(gè)例子中，我們創(chuàng)建了一個(gè)Receiver對(duì)象、一個(gè)ConcreteCommand對(duì)象和一個(gè)Invoker對(duì)象。然后我們通過(guò)Invoker的SetCommand方法設(shè)置了命令，并通過(guò)ExecuteCommand方法執(zhí)行了命令。

執(zhí)行流程如下：

創(chuàng)建一個(gè)接收者對(duì)象。創(chuàng)建一個(gè)具體命令對(duì)象，并將接收者對(duì)象傳遞給它。創(chuàng)建一個(gè)調(diào)用者或發(fā)送者對(duì)象。通過(guò)調(diào)用者對(duì)象的SetCommand方法設(shè)置命令。通過(guò)調(diào)用者對(duì)象的ExecuteCommand方法執(zhí)行命令。2. 解釋器模式（Interpreter）

解釋器模式（Interpreter Pattern）是一種行為型設(shè)計(jì)模式，用于解決一些固定語(yǔ)法格式的需求。它定義了如何在語(yǔ)言中表示和解析語(yǔ)法。

以下是在C#中實(shí)現(xiàn)解釋器模式的一個(gè)簡(jiǎn)單示例：

// 抽象表達(dá)式public interface IExpression{    bool Interpret(string context);}// 終結(jié)符表達(dá)式public class TerminalExpression : IExpression{    private string data;    public TerminalExpression(string data)    {        this.data = data;    }    public bool Interpret(string context)    {        if (context.Contains(data))        {            return true;        }        return false;    }}// 非終結(jié)符表達(dá)式public class OrExpression : IExpression{    private IExpression expr1 = null;    private IExpression expr2 = null;    public OrExpression(IExpression expr1, IExpression expr2)    {        this.expr1 = expr1;        this.expr2 = expr2;    }    public bool Interpret(string context)    {        return expr1.Interpret(context) || expr2.Interpret(context);    }}

在這個(gè)代碼中，IExpression是抽象表達(dá)式，定義了Interpret方法。TerminalExpression是終結(jié)符表達(dá)式，它實(shí)現(xiàn)了IExpression接口。OrExpression是非終結(jié)符表達(dá)式，它也實(shí)現(xiàn)了IExpression接口。

以下是一個(gè)使用這個(gè)模式的示例：

class Program{    static void Main(string[] args)    {        IExpression isMale = GetMaleExpression();        IExpression isMarriedWoman = GetMarriedWomanExpression();        Console.WriteLine($"John is male? {isMale.Interpret("John")}");        Console.WriteLine($"Julie is a married women? {isMarriedWoman.Interpret("Married Julie")}");        Console.ReadLine();    }    // 規(guī)則：Robert 和 John 是男性    public static IExpression GetMaleExpression()    {        IExpression robert = new TerminalExpression("Robert");        IExpression john = new TerminalExpression("John");        return new OrExpression(robert, john);    }    // 規(guī)則：Julie 是一個(gè)已婚的女性    public static IExpression GetMarriedWomanExpression()    {        IExpression julie = new TerminalExpression("Julie");        IExpression married = new TerminalExpression("Married");        return new OrExpression(julie, married);    }}

在這個(gè)例子中，我們定義了兩個(gè)規(guī)則，"Robert和John是男性"和"Julie是一個(gè)已婚的女性"。我們?nèi)缓髣?chuàng)建了兩個(gè)表達(dá)式對(duì)象，分別表示這兩個(gè)規(guī)則，并使用這兩個(gè)對(duì)象來(lái)解析輸入。

執(zhí)行流程如下：

創(chuàng)建終結(jié)符表達(dá)式對(duì)象和非終結(jié)符表達(dá)式對(duì)象，用于表示規(guī)則。調(diào)用表達(dá)式對(duì)象的Interpret方法，解析輸入的字符串。輸出解析結(jié)果。3. 迭代器模式（Iterator）

迭代器模式（Iterator Pattern）是一種行為型設(shè)計(jì)模式，它提供了一種方法來(lái)訪問(wèn)一個(gè)對(duì)象的元素，而不需要暴露該對(duì)象的內(nèi)部表示。以下是在C#中實(shí)現(xiàn)迭代器模式的一個(gè)簡(jiǎn)單示例：

// 抽象聚合類(lèi)public interface IAggregate{    IIterator CreateIterator();    void Add(string item);    int Count { get; }    string this[int index] { get; set; }}// 具體聚合類(lèi)public class ConcreteAggregate : IAggregate{    private List items = new List();    public IIterator CreateIterator()    {        return new ConcreteIterator(this);    }    public int Count    {        get { return items.Count; }    }    public string this[int index]    {        get { return items[index]; }        set { items.Insert(index, value); }    }    public void Add(string item)    {        items.Add(item);    }}// 抽象迭代器public interface IIterator{    string First();    string Next();    bool IsDone { get; }    string CurrentItem { get; }}// 具體迭代器public class ConcreteIterator : IIterator{    private ConcreteAggregate aggregate;    private int current = 0;    public ConcreteIterator(ConcreteAggregate aggregate)    {        this.aggregate = aggregate;    }    public string First()    {        return aggregate[0];    }    public string Next()    {        string ret = null;        if (current < aggregate.Count - 1)        {            ret = aggregate[++current];        }        return ret;    }    public string CurrentItem    {        get { return aggregate[current]; }    }    public bool IsDone    {        get { return current >= aggregate.Count; }    }}

在這個(gè)代碼中，IAggregate是抽象聚合類(lèi)，定義了CreateIterator等方法，ConcreteAggregate是具體聚合類(lèi)，實(shí)現(xiàn)了IAggregate接口。IIterator是抽象迭代器，定義了First、Next等方法，ConcreteIterator是具體迭代器，實(shí)現(xiàn)了IIterator接口。

以下是一個(gè)使用這個(gè)模式的示例：

class Program{    static void Main(string[] args)    {        IAggregate aggregate = new ConcreteAggregate();        aggregate.Add("Item A");        aggregate.Add("Item B");        aggregate.Add("Item C");        aggregate.Add("Item D");        IIterator iterator = aggregate.CreateIterator();        Console.WriteLine("Iterating over collection:");        string item = iterator.First();        while (item != null)        {            Console.WriteLine(item);            item = iterator.Next();        }        Console.ReadLine();    }}

在這個(gè)例子中，我們創(chuàng)建了一個(gè)ConcreteAggregate對(duì)象，并添加了幾個(gè)元素。然后我們通過(guò)CreateIterator方法創(chuàng)建了一個(gè)迭代器，并使用這個(gè)迭代器遍歷了集合中的所有元素。

執(zhí)行流程如下：

創(chuàng)建一個(gè)聚合對(duì)象，并添加一些元素。通過(guò)聚合對(duì)象的CreateIterator方法創(chuàng)建一個(gè)迭代器。通過(guò)迭代器的First方法獲取第一個(gè)元素，然后通過(guò)Next方法獲取后續(xù)的元素，直到獲取不到元素為止。4. 中介者模式（Mediator）

中介者模式是一種行為設(shè)計(jì)模式，它讓你能減少一組對(duì)象之間復(fù)雜的通信。它提供了一個(gè)中介者對(duì)象，此對(duì)象負(fù)責(zé)在組中的對(duì)象之間進(jìn)行通信，而不是這些對(duì)象直接進(jìn)行通信。

首先，讓我們定義一個(gè)中介者接口和一個(gè)具體的中介者：

// Mediator 接口聲明了與組件交互的方法。public interface IMediator{    void Notify(object sender, string ev);}// 具體 Mediators 實(shí)現(xiàn)協(xié)作行為，它負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)多個(gè)組件。public class ConcreteMediator : IMediator{    private Component1 _component1;    private Component2 _component2;    public ConcreteMediator(Component1 component1, Component2 component2)    {        _component1 = component1;        _component1.SetMediator(this);        _component2 = component2;        _component2.SetMediator(this);    }    public void Notify(object sender, string ev)    {        if (ev == "A")        {            Console.WriteLine("Mediator reacts on A and triggers following operations:");            this._component2.DoC();        }        if (ev == "D")        {            Console.WriteLine("Mediator reacts on D and triggers following operations:");            this._component1.DoB();            this._component2.DoC();        }    }}

接著，我們定義一個(gè)基礎(chǔ)組件類(lèi)和兩個(gè)具體組件：

public abstract class BaseComponent{    protected IMediator _mediator;    public BaseComponent(IMediator mediator = null)    {        _mediator = mediator;    }    public void SetMediator(IMediator mediator)    {        this._mediator = mediator;    }}// 具體 Components 實(shí)現(xiàn)各種功能。它們不依賴(lài)于其他組件。// 它們也不依賴(lài)于任何具體 Mediator 類(lèi)。public class Component1 : BaseComponent{    public void DoA()    {        Console.WriteLine("Component 1 does A.");        this._mediator.Notify(this, "A");    }    public void DoB()    {        Console.WriteLine("Component 1 does B.");        this._mediator.Notify(this, "B");    }}public class Component2 : BaseComponent{    public void DoC()    {        Console.WriteLine("Component 2 does C.");        this._mediator.Notify(this, "C");    }    public void DoD()    {        Console.WriteLine("Component 2 does D.");        this._mediator.Notify(this, "D");    }}

最后，我們來(lái)創(chuàng)建一個(gè)客戶(hù)端代碼：

class Program{    static void Main(string[] args)    {        // The client code.        Component1 component1 = new Component1();        Component2 component2 = new Component2();        new ConcreteMediator(component1, component2);        Console.WriteLine("Client triggers operation A.");        component1.DoA();        Console.WriteLine();        Console.WriteLine("Client triggers operation D.");        component2.DoD();    }}

這個(gè)示例中的各個(gè)組件通過(guò)中介者來(lái)進(jìn)行通信，而不是直接通信，這樣就可以減少組件之間的依賴(lài)性，使得它們可以更容易地被獨(dú)立修改。當(dāng)一個(gè)組件發(fā)生某個(gè)事件（例如"Component 1 does A"）時(shí)，它會(huì)通過(guò)中介者來(lái)通知其他組件，這樣其他組件就可以根據(jù)這個(gè)事件來(lái)做出響應(yīng)（例如"Component 2 does C"）。

5. 備忘錄模式（Memento）

備忘錄模式是一種行為設(shè)計(jì)模式，它能保存對(duì)象的狀態(tài)，以便在后面可以恢復(fù)它。在大多數(shù)情況下，這種模式可以讓你在不破壞對(duì)象封裝的前提下，保存和恢復(fù)對(duì)象的歷史狀態(tài)。

以下是一個(gè)簡(jiǎn)單的備忘錄模式的實(shí)現(xiàn)，其中有三個(gè)主要的類(lèi)：Originator（保存了一個(gè)重要的狀態(tài)，這個(gè)狀態(tài)可能會(huì)隨著時(shí)間改變），Memento（保存了Originator的一個(gè)快照，這個(gè)快照包含了Originator的狀態(tài)），以及Caretaker（負(fù)責(zé)保存Memento）。

// Originator 類(lèi)可以生成一個(gè)備忘錄，并且可以通過(guò)備忘錄恢復(fù)其狀態(tài)。public class Originator{    private string _state;    public Originator(string state)    {        this._state = state;        Console.WriteLine($"Originator: My initial state is: {_state}");    }    public void DoSomething()    {        Console.WriteLine("Originator: I"m doing something important.");        _state = GenerateRandomString(30);        Console.WriteLine($"Originator: and my state has changed to: {_state}");    }    private string GenerateRandomString(int length = 10)    {        string allowedSymbols = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";        string result = string.Empty;        while (length > 0)        {            result += allowedSymbols[new Random().Next(0, allowedSymbols.Length)];            length--;        }        return result;    }    public IMemento Save()    {        return new ConcreteMemento(_state);    }    public void Restore(IMemento memento)    {        _state = memento.GetState();        Console.WriteLine($"Originator: My state has changed to: {_state}");    }}// 備忘錄接口提供了獲取備忘錄和原發(fā)器狀態(tài)的方法。但在該接口中并未聲明所有的方法，一些方法只在原發(fā)器中聲明。public interface IMemento{    string GetName();    string GetState();    DateTime GetDate();}// Concrete Memento 存儲(chǔ)原發(fā)器狀態(tài)，并通過(guò)原發(fā)器實(shí)現(xiàn)備份。備忘錄是不可變的，因此，沒(méi)有 set 方法。public class ConcreteMemento : IMemento{    private string _state;    private DateTime _date;    public ConcreteMemento(string state)    {        _state = state;        _date = DateTime.Now;    }    public string GetState()    {        return _state;    }    public string GetName()    {        return $"{_date} / ({_state.Substring(0, 9)})...";    }    public DateTime GetDate()    {        return _date;    }}// Caretaker 不依賴(lài)于具體備忘錄類(lèi)。結(jié)果，它不會(huì)有任何訪問(wèn)原發(fā)器狀態(tài)的權(quán)利，它只能獲取備忘錄的元數(shù)據(jù)。public class Caretaker{    private List _mementos = new List();    private Originator _originator = null;    public Caretaker(Originator originator)    {        this._originator = originator;    }    public void Backup()    {        Console.WriteLine("\nCaretaker: Saving Originator"s state...");        _mementos.Add(_originator.Save());    }    public void Undo()    {        if (_mementos.Count == 0)        {            return;        }        var memento = _mementos.Last();        _mementos.Remove(memento);        Console.WriteLine("Caretaker: Restoring state to: " + memento.GetName());        try        {            _originator.Restore(memento);        }        catch (Exception)        {            Undo();        }    }    public void ShowHistory()    {        Console.WriteLine("Caretaker: Here"s the list of mementos:");        foreach (var memento in _mementos)        {            Console.WriteLine(memento.GetName());        }    }}// 客戶(hù)端代碼class Program{    static void Main(string[] args)    {        Originator originator = new Originator("Super-duper-super-puper-super.");        Caretaker caretaker = new Caretaker(originator);        caretaker.Backup();        originator.DoSomething();        caretaker.Backup();        originator.DoSomething();        caretaker.Backup();        originator.DoSomething();        Console.WriteLine();        caretaker.ShowHistory();        Console.WriteLine("\nClient: Now, let"s rollback!\n");        caretaker.Undo();        Console.WriteLine("\nClient: Once more!\n");        caretaker.Undo();    }}

以上的代碼中，Originator 持有一些重要的狀態(tài)，并且提供了方法去保存它的狀態(tài)到一個(gè)備忘錄對(duì)象以及從備忘錄對(duì)象中恢復(fù)它的狀態(tài)。Caretaker 負(fù)責(zé)保存?zhèn)渫洠撬荒懿僮鱾渫泴?duì)象中的狀態(tài)。當(dāng)用戶(hù)執(zhí)行操作時(shí)，我們先保存當(dāng)前的狀態(tài)，然后執(zhí)行操作。如果用戶(hù)后來(lái)不滿(mǎn)意新的狀態(tài)，他們可以方便地從舊的備忘錄中恢復(fù)狀態(tài)。

6. 觀察者模式（Observer）

觀察者模式（Observer Pattern）是一種行為型設(shè)計(jì)模式，當(dāng)一個(gè)對(duì)象的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，依賴(lài)它的所有對(duì)象都會(huì)得到通知并被自動(dòng)更新。以下是在C#中實(shí)現(xiàn)觀察者模式的一個(gè)簡(jiǎn)單示例：

// 抽象觀察者public interface IObserver{    void Update();}// 具體觀察者public class ConcreteObserver : IObserver{    private string name;    public ConcreteObserver(string name)    {        this.name = name;    }    public void Update()    {        Console.WriteLine($"{name} received an update!");    }}// 抽象主題public interface ISubject{    void RegisterObserver(IObserver observer);    void RemoveObserver(IObserver observer);    void NotifyObservers();}// 具體主題public class ConcreteSubject : ISubject{    private List observers = new List();    public void RegisterObserver(IObserver observer)    {        observers.Add(observer);    }    public void RemoveObserver(IObserver observer)    {        if (observers.Contains(observer))        {            observers.Remove(observer);        }    }    public void NotifyObservers()    {        foreach (var observer in observers)        {            observer.Update();        }    }    public void ChangeState()    {        // 觸發(fā)狀態(tài)變化，通知所有觀察者        NotifyObservers();    }}

在這個(gè)代碼中，IObserver是抽象觀察者，定義了Update方法，ConcreteObserver是具體觀察者，實(shí)現(xiàn)了IObserver接口。ISubject是抽象主題，定義了RegisterObserver、RemoveObserver和NotifyObservers方法，ConcreteSubject是具體主題，實(shí)現(xiàn)了ISubject接口。

以下是一個(gè)使用這個(gè)模式的示例：

class Program{    static void Main(string[] args)    {        ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();        subject.RegisterObserver(new ConcreteObserver("Observer 1"));        subject.RegisterObserver(new ConcreteObserver("Observer 2"));        subject.RegisterObserver(new ConcreteObserver("Observer 3"));        subject.ChangeState();        Console.ReadLine();    }}

在這個(gè)例子中，我們創(chuàng)建了一個(gè)ConcreteSubject對(duì)象，并注冊(cè)了三個(gè)觀察者。然后我們通過(guò)ChangeState方法改變了主題的狀態(tài)，這會(huì)觸發(fā)主題通知所有觀察者。

執(zhí)行流程如下：

創(chuàng)建一個(gè)具體主題對(duì)象。創(chuàng)建幾個(gè)具體觀察者對(duì)象，并通過(guò)主題的RegisterObserver方法將這些觀察者注冊(cè)到主題中。通過(guò)主題的ChangeState方法改變主題的狀態(tài)，這會(huì)觸發(fā)主題通知所有觀察者。7. 狀態(tài)模式（State）

狀態(tài)模式在面向?qū)ο缶幊讨校且环N允許對(duì)象在其內(nèi)部狀態(tài)改變時(shí)改變其行為的設(shè)計(jì)模式。這種類(lèi)型的設(shè)計(jì)模式屬于行為型模式。在狀態(tài)模式中，我們創(chuàng)建對(duì)象表示各種狀態(tài)，以及一個(gè)行為隨狀態(tài)改變而改變的上下文對(duì)象。

以下是一個(gè)狀態(tài)模式的示例。這個(gè)示例中，我們將創(chuàng)建一個(gè)銀行賬戶(hù)，它有兩個(gè)狀態(tài)：正常狀態(tài)（NormalState）和透支狀態(tài)（OverdrawnState）。當(dāng)用戶(hù)執(zhí)行操作（存款和取款）時(shí)，賬戶(hù)狀態(tài)將相應(yīng)地進(jìn)行更改。

首先，我們定義一個(gè)表示狀態(tài)的接口：

public interface IAccountState{    void Deposit(Action addToBalance);    void Withdraw(Action subtractFromBalance);    void ComputeInterest();}

然后，我們創(chuàng)建兩個(gè)表示具體狀態(tài)的類(lèi)：

public class NormalState : IAccountState{    public void Deposit(Action addToBalance)    {        addToBalance();        Console.WriteLine("Deposit in NormalState");    }    public void Withdraw(Action subtractFromBalance)    {        subtractFromBalance();        Console.WriteLine("Withdraw in NormalState");    }    public void ComputeInterest()    {        Console.WriteLine("Interest computed in NormalState");    }}public class OverdrawnState : IAccountState{    public void Deposit(Action addToBalance)    {        addToBalance();        Console.WriteLine("Deposit in OverdrawnState");    }    public void Withdraw(Action subtractFromBalance)    {        Console.WriteLine("No withdraw in OverdrawnState");    }    public void ComputeInterest()    {        Console.WriteLine("Interest and fees computed in OverdrawnState");    }}

然后，我們創(chuàng)建一個(gè)Context類(lèi)，它使用這些狀態(tài)來(lái)執(zhí)行其任務(wù)：

public class BankAccount{    private IAccountState _state;    private double _balance;    public BankAccount(IAccountState state)    {        _state = state;        _balance = 0;    }    public void Deposit(double amount)    {        _state.Deposit(() => _balance += amount);        StateChangeCheck();    }    public void Withdraw(double amount)    {        _state.Withdraw(() => _balance -= amount);        StateChangeCheck();    }    public void ComputeInterest()    {        _state.ComputeInterest();    }    private void StateChangeCheck()    {        if (_balance < 0.0)            _state = new OverdrawnState();        else            _state = new NormalState();    }}

現(xiàn)在，你可以創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例并運(yùn)行一個(gè)Demo來(lái)測(cè)試這個(gè)狀態(tài)模式的代碼：

public class Program{    public static void Main(string[] args)    {        var account = new BankAccount(new NormalState());        account.Deposit(1000); // Deposit in NormalState        account.Withdraw(2000); // Withdraw in NormalState; No withdraw in OverdrawnState        account.Deposit(100); // Deposit in OverdrawnState        account.ComputeInterest(); // Interest and fees computed in OverdrawnState        Console.ReadKey();    }}

這個(gè)程序首先在正常狀態(tài)下進(jìn)行存款操作，然后嘗試進(jìn)行取款操作。由于取款金額超過(guò)賬戶(hù)余額，所以賬戶(hù)進(jìn)入透支狀態(tài)，并阻止進(jìn)一步的取款操作。但存款仍然被允許，以使賬戶(hù)回歸到正常狀態(tài)。計(jì)算利息的行為也根據(jù)賬戶(hù)的狀態(tài)變化而變化。

8. 策略模式（Strategy）

策略模式定義了一系列的算法，并將每一個(gè)算法封裝起來(lái)，使得它們可以相互替換。策略模式讓算法獨(dú)立于使用它的客戶(hù)而獨(dú)立變化。

以下是一個(gè)簡(jiǎn)單的策略模式的C#實(shí)現(xiàn)。這個(gè)例子中，我們將創(chuàng)建一個(gè)排序策略，比如快速排序和冒泡排序，它們實(shí)現(xiàn)同一個(gè)接口，然后創(chuàng)建一個(gè)Context類(lèi)，它使用這些策略來(lái)執(zhí)行排序操作。

首先，我們定義一個(gè)表示排序策略的接口：

public interface ISortStrategy{    void Sort(List list);}

然后，我們創(chuàng)建兩個(gè)表示具體策略的類(lèi)：

public class QuickSort : ISortStrategy{    public void Sort(List list)    {        list.Sort();  // Quick sort is in-place but here we are using built-in method        Console.WriteLine("QuickSorted list ");    }}public class BubbleSort : ISortStrategy{    public void Sort(List list)    {        int n = list.Count;        for (int i = 0; i < n - 1; i++)            for (int j = 0; j < n - i - 1; j++)                if (list[j] > list[j + 1])                {                    // swap temp and list[i]                    int temp = list[j];                    list[j] = list[j + 1];                    list[j + 1] = temp;                }        Console.WriteLine("BubbleSorted list ");    }}

然后，我們創(chuàng)建一個(gè)Context類(lèi)，它使用這些策略來(lái)執(zhí)行其任務(wù)：

public class SortedList{    private List _list = new List();    private ISortStrategy _sortstrategy;    public void SetSortStrategy(ISortStrategy sortstrategy)    {        this._sortstrategy = sortstrategy;    }    public void Add(int num)    {        _list.Add(num);    }    public void Sort()    {        _sortstrategy.Sort(_list);        // Print sorted list        foreach (int num in _list)        {            Console.Write(num + " ");        }        Console.WriteLine();    }}

現(xiàn)在，你可以創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例并運(yùn)行一個(gè)Demo來(lái)測(cè)試這個(gè)策略模式的代碼：

public class Program{    public static void Main(string[] args)    {        SortedList sortedList = new SortedList();        sortedList.Add(1);        sortedList.Add(5);        sortedList.Add(3);        sortedList.Add(4);        sortedList.Add(2);        sortedList.SetSortStrategy(new QuickSort());        sortedList.Sort();  // Output: QuickSorted list 1 2 3 4 5         sortedList.SetSortStrategy(new BubbleSort());        sortedList.Sort();  // Output: BubbleSorted list 1 2 3 4 5         Console.ReadKey();    }}

這個(gè)程序首先創(chuàng)建了一個(gè)未排序的列表，然后它首先使用快速排序策略進(jìn)行排序，接著又使用冒泡排序策略進(jìn)行排序。

9. 模板方法模式（Template Method）

模板方法模式定義了一個(gè)操作中算法的骨架，將這些步驟延遲到子類(lèi)中。模板方法使得子類(lèi)可以不改變算法的結(jié)構(gòu)即可重定義該算法的某些特定步驟。

以下是一個(gè)模板方法模式的示例。這個(gè)示例中，我們將創(chuàng)建一個(gè)烹飪食物的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程有一些固定的步驟（例如準(zhǔn)備材料，清理），但是具體的烹飪步驟則取決于具體的食物。

首先，我們定義一個(gè)抽象的模板類(lèi)：

public abstract class CookingProcedure{    // The "Template method"     public void PrepareDish()    {        PrepareIngredients();        Cook();        CleanUp();    }    public void PrepareIngredients()    {        Console.WriteLine("Preparing the ingredients...");    }    // These methods will be overridden by subclasses    public abstract void Cook();    public void CleanUp()    {        Console.WriteLine("Cleaning up...");    }}

然后，我們創(chuàng)建兩個(gè)具體的子類(lèi)，它們分別實(shí)現(xiàn)了具體的烹飪步驟：

public class CookPasta : CookingProcedure{    public override void Cook()    {        Console.WriteLine("Cooking pasta...");    }}public class BakeCake : CookingProcedure{    public override void Cook()    {        Console.WriteLine("Baking cake...");    }}

現(xiàn)在，你可以創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例并運(yùn)行一個(gè)Demo來(lái)測(cè)試這個(gè)模板方法模式的代碼：

public class Program{    public static void Main(string[] args)    {        CookingProcedure cookingProcedure = new CookPasta();        cookingProcedure.PrepareDish();        Console.WriteLine();        cookingProcedure = new BakeCake();        cookingProcedure.PrepareDish();        Console.ReadKey();    }}

在這個(gè)程序中，我們首先創(chuàng)建了一個(gè)CookPasta對(duì)象，然后調(diào)用其PrepareDish方法。然后，我們創(chuàng)建了一個(gè)BakeCake對(duì)象，再次調(diào)用其PrepareDish方法。這兩個(gè)對(duì)象雖然具有不同的Cook方法，但是它們的PrepareDish方法的結(jié)構(gòu)（即算法的骨架）是相同的。

10. 訪問(wèn)者模式（Visitor）

訪問(wèn)者模式（Visitor Pattern）是一種將算法與對(duì)象結(jié)構(gòu)分離的軟件設(shè)計(jì)模式。這種模式的基本想法就是通過(guò)所謂的"訪問(wèn)者"來(lái)改變?cè)氐牟僮鳌＿@樣一來(lái)，元素的類(lèi)可以用于表示元素結(jié)構(gòu)，而具體的操作則可以在訪問(wèn)者類(lèi)中定義。

以下是一個(gè)使用C#實(shí)現(xiàn)的訪問(wèn)者模式示例，包括了詳細(xì)的注釋和執(zhí)行流程。

這個(gè)示例中有三個(gè)主要部分：訪問(wèn)者（IVisitor）、可訪問(wèn)元素（IElement）和元素結(jié)構(gòu)（ObjectStructure）。同時(shí)有具體訪問(wèn)者（ConcreteVisitor）和具體元素（ConcreteElement）。

// 訪問(wèn)者接口public interface IVisitor{    void VisitConcreteElementA(ConcreteElementA concreteElementA);    void VisitConcreteElementB(ConcreteElementB concreteElementB);}// 具體訪問(wèn)者Apublic class ConcreteVisitorA : IVisitor{    public void VisitConcreteElementA(ConcreteElementA concreteElementA)    {        Console.WriteLine($"{concreteElementA.GetType().Name} is being visited by {this.GetType().Name}");    }    public void VisitConcreteElementB(ConcreteElementB concreteElementB)    {        Console.WriteLine($"{concreteElementB.GetType().Name} is being visited by {this.GetType().Name}");    }}// 具體訪問(wèn)者Bpublic class ConcreteVisitorB : IVisitor{    public void VisitConcreteElementA(ConcreteElementA concreteElementA)    {        Console.WriteLine($"{concreteElementA.GetType().Name} is being visited by {this.GetType().Name}");    }    public void VisitConcreteElementB(ConcreteElementB concreteElementB)    {        Console.WriteLine($"{concreteElementB.GetType().Name} is being visited by {this.GetType().Name}");    }}// 元素接口public interface IElement{    void Accept(IVisitor visitor);}// 具體元素Apublic class ConcreteElementA : IElement{    public void Accept(IVisitor visitor)    {        visitor.VisitConcreteElementA(this);    }}// 具體元素Bpublic class ConcreteElementB : IElement{    public void Accept(IVisitor visitor)    {        visitor.VisitConcreteElementB(this);    }}// 對(duì)象結(jié)構(gòu)public class ObjectStructure{    private List _elements = new List();    public void Attach(IElement element)    {        _elements.Add(element);    }    public void Detach(IElement element)    {        _elements.Remove(element);    }    public void Accept(IVisitor visitor)    {        foreach (var element in _elements)        {            element.Accept(visitor);        }    }}

執(zhí)行流程如下：

創(chuàng)建具體元素ConcreteElementA和ConcreteElementB的實(shí)例。創(chuàng)建對(duì)象結(jié)構(gòu)ObjectStructure的實(shí)例，并將步驟1創(chuàng)建的具體元素添加到對(duì)象結(jié)構(gòu)中。創(chuàng)建具體訪問(wèn)者ConcreteVisitorA和ConcreteVisitorB的實(shí)例。調(diào)用對(duì)象結(jié)構(gòu)的Accept方法，傳入步驟3創(chuàng)建的具體訪問(wèn)者，使具體訪問(wèn)者訪問(wèn)對(duì)象結(jié)構(gòu)中的所有元素。

以下是一個(gè)使用上述代碼的示例：

public class Program{    public static void Main()    {        ObjectStructure objectStructure = new ObjectStructure();        objectStructure.Attach(new ConcreteElementA());        objectStructure.Attach(new ConcreteElementB());        ConcreteVisitorA visitorA = new ConcreteVisitorA();        ConcreteVisitorB visitorB = new ConcreteVisitorB();        objectStructure.Accept(visitorA);        objectStructure.Accept(visitorB);        Console.ReadKey();    }}

這個(gè)程序會(huì)打印出訪問(wèn)者A和訪問(wèn)者B分別訪問(wèn)具體元素A和具體元素B的信息。

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