C# 23种设计模式

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创建型：

 

结构型：

桥接模式——将抽象部分与实现部分脱耦，使它们可以独立变化

　　　　　  抽象化和实现部分在一起，桥接模式的目的就是使两者分离，根据面向对象的封装变化的原则，我们可以把实现部分的变化（也就是遥控器功能的变化）封装到另外一个类中，这样的一个思路也就是桥接模式的实现，大家可以对照桥接模式的实现代码来解决我们的分析思路。

　　　　　  例如：电视遥控器的一个例子来引出桥接模式解决的问题，首先，我们每个牌子的电视机都有一个遥控器，此时我们能想到的一个设计是——把遥控器做为一个抽象类，抽象类中提供遥控器的所有实现，其他具体电视品牌的遥控器都继承这个抽象类，具体设计类图如下：

　　　　　   这样的实现使得每部不同型号的电视都有自己遥控器实现，这样的设计对于电视机的改变可以很好地应对，只需要添加一个派生类就搞定了，但随着时间的推移，用户需要改变遥控器的功能，如：用户可能后面需要对遥控器添加返回上一个台等功能时，此时上面的设计就需要修改抽象类RemoteControl的提供的接口了，此时可能只需要向抽象类中添加一个方法就可以解决了，但是这样带来的问题是我们改变了抽象的实现，如果用户需要同时改变电视机品型号和遥控器功能时，上面的设计就会导致相当大的修改，显然这样的设计并不是好的设计。然而使用桥接模式可以很好地解决这个问题

适配器模式——把一个类的接口变换成客户端所期待的另一种接口，从而使原本接口不匹配而无法一起工作的两个类能够在一起工作(适配器模式有类的适配器模式和对象的适配器模式两种形式)

　　　　　　在实际的开发过程中，由于应用环境的变化（例如使用语言的变化），我们需要的实现在新的环境中没有现存对象可以满足，但是其他环境却存在这样现存的对象。那么如果将“将现存的对象”在新的环境中进行调用呢？解决这个问题的办法就是我们本文要介绍的适配器模式——使得新环境中不需要去重复实现已经存在了的实现而很好地把现有对象（指原来环境中的现有对象）加入到新环境来使用。

　　　　　　例子:在生活中，我们买的电器插头是2个孔的，但是我们买的插座只有三个孔的，此时我们就希望电器的插头可以转换为三个孔的就好，这样我们就可以直接把它插在插座上，此时三个孔插头就是客户端期待的另一种接口，自然两个孔的插头就是现有的接口，适配器模式就是用来完成这种转换的

外观模式   ——提供了一个统一的接口，用来访问子系统中的一群接口

　　　　　  在软件开发过程中，客户端程序经常会与复杂系统的内部子系统进行耦合，从而导致客户端程序随着子系统的变化而变化，然而为了将复杂系统的内部子系统与客户端之间的依赖解耦，从而就有了外观模式，也称作 ”门面“模式。

　　　　　  例如在选课系统中，有注册课程子系统和通知子系统，在不使用外观模式的情况下，客户端必须同时保存注册课程子系统和通知子系统两个引用，如果后期这两个子系统发生改变时，此时客户端的调用代码也要随之改变，这样就没有很好的可扩展性，使用了外观模式之后，客户端只依赖与外观类，从而将客户端与子系统的依赖解耦了，如果子系统发生改变，此时客户端的代码并不需要去改变。外观模式的实现核心主要是——由外观类去保存各个子系统的引用，实现由一个统一的外观类去包装多个子系统类，然而客户端只需要引用这个外观类，然后由外观类来调用各个子系统中的方法。然而这样的实现方式非常类似适配器模式，然而外观模式与适配器模式不同的是：适配器模式是将一个对象包装起来以改变其接口，而外观是将一群对象 ”包装“起来以简化其接口。它们的意图是不一样的，适配器是将接口转换为不同接口，而外观模式是提供一个统一的接口来简化接口。

享元模式  ——让一个对象共享

 　　　　　在软件开发过程，如果我们需要重复使用某个对象的时候，如果我们重复地使用new创建这个对象的话，这样我们在内存就需要多次地去申请内存空间了，这样可能会出现内存使用越来越多的情况，这样的问题是非常严重，然而享元模式可以解决这个问题

　　　　　 在介绍享元模式之前，让我们先要分析下如果去解决上面那个问题，上面的问题就是重复创建了同一个对象，如果让我们去解决这个问题肯定会这样想：“既然都是同一个对象，能不能只创建一个对象，然后下次需要创建这个对象的时候，让它直接用已经创建好了的对象就好了”，也就是说——让一个对象共享。不错，这个也是享元模式的实现精髓所在　　　　　　　　　　

　　　　　 享元模式——运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象。享元模式可以避免大量相似类的开销，在软件开发中如果需要生成大量细粒度的类实例来表示数据，如果这些实例除了几个参数外基本上都是相同的，这时候就可以使用享元模式来大幅度减少需要实例化类的数量。如果能把这些参数（指的这些类实例不同的参数）移动类实例外面，在方法调用时将他们传递进来，这样就可以通过共享大幅度地减少单个实例的数目。（这个也是享元模式的实现要领）,然而我们把类实例外面的参数称为享元对象的外部状态，把在享元对象内部定义称为内部状态。具体享元对象的内部状态与外部状态的定义为：

　　　　　 内部状态：在享元对象的内部并且不会随着环境的改变而改变的共享部分

　　　　　 外部状态：随环境改变而改变的，不可以共享的状态。

　　　　　 例子：一个文本编辑器中会出现很多字面，使用享元模式去实现这个文本编辑器的话，会把每个字面做成一个享元对象。享元对象的内部状态就是这个字面，而字母在文本中的位置和字体风格等其他信息就是它的外部状态　　　　　　　　　　

装饰者模式——以对透明的方式动态地给一个对象附加上更多的责任，相比生成子类可以更灵活地增加功能

 　　　　　　　　　　　    在软件开发中，我们经常想要对一类对象添加不同的功能，例如要给手机添加贴膜，手机挂件，手机外壳等，如果此时利用继承来实现的话，就需要定义无数的类，如StickerPhone（贴膜是手机类）、AccessoriesPhone（挂件手机类）等，这样就会导致 ”子类爆炸“问题，为了解决这个问题，我们可以使用装饰者模式来动态地给一个对象添加额外的职责

　　　　　　　　　　　　  例子：这里以手机和手机配件的例子来演示装饰者模式的实现

组合模式   ——允许你将对象组合成树形结构来表现”部分-整体“的层次结构，使得客户以一致的方式处理单个对象以及对象的组合

  　　　　　　　　　　　　在软件开发过程中，我们经常会遇到处理简单对象和复合对象的情况，例如对操作系统中目录的处理就是这样的一个例子，因为目录可以包括单独的文件，也可以包括文件夹，文件夹又是由文件组成的，由于简单对象和复合对象在功能上区别，导致在操作过程中必须区分简单对象和复合对象，这样就会导致客户调用带来不必要的麻烦，然而作为客户，它们希望能够始终一致地对待简单对象和复合对象。然而组合模式就是解决这样的问题

　　　　　　　　　　　　  我们用绘制的例子来详细介绍组合模式，图形可以由一些基本图形元素组成（如直线，圆等），也可以由一些复杂图形组成（由基本图形元素组合而成），为了使客户对基本图形和复杂图形的调用保持一致，我们使用组合模式来达到整个目的。

　　　　　　　　　　　　  组合模式实现的最关键的地方是——简单对象和复合对象必须实现相同的接口。这就是组合模式能够将组合对象和简单对象进行一致处理的原因。

代理模式   ——给某一个对象提供一个代理，并由代理对象控制对原对象的引用　　　　　　　

　　　　　  在软件开发过程中，有些对象有时候会由于网络或其他的障碍，以至于不能够或者不能直接访问到这些对象，如果直接访问对象给系统带来不必要的复杂性，这时候可以在客户端和目标对象之间增加一层中间层，让代理对象代替目标对象，然后客户端只需要访问代理对象，由代理对象去帮我们去请求目标对象并返回结果给客户端

　　　　　  在一些情况下，一个客户不想或者不能直接引用一个对象，而代理对象可以在客户端和目标对象之间起到中介的作用。

代理模式按照使用目的可以分为以下几种：

• • • • • 远程（Remote）代理：为一个位于不同的地址空间的对象提供一个局域代表对象。这个不同的地址空间可以是本电脑中，也可以在另一台电脑中。最典型的例子就是——客户端调用Web服务或WCF服务。
        • 虚拟（Virtual）代理：根据需要创建一个资源消耗较大的对象，使得对象只在需要时才会被真正创建。
        • Copy-on-Write代理：虚拟代理的一种，把复制（或者叫克隆）拖延到只有在客户端需要时，才真正采取行动。
        • 保护（Protect or Access）代理：控制一个对象的访问，可以给不同的用户提供不同级别的使用权限。
        • 防火墙（Firewall）代理：保护目标不让恶意用户接近。
        • 智能引用（Smart Reference）代理：当一个对象被引用时，提供一些额外的操作，比如将对此对象调用的次数记录下来等。
        • Cache代理：为某一个目标操作的结果提供临时的存储空间，以便多个客户端可以这些结果

　　　　　  例如： 电脑桌面的快捷方式就是一个代理对象，快捷方式是它所引用的程序的一个代理。

 

行为型：