值得永久收藏的 C# 设计模式套路(二)
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2022-01-02 12:03
设计模式套路，第二弹。
在第一篇中，主要写了创造模式相关的几种套路。如果你是刚看到这个文章，建议你先去看看第一篇 传送门。
这一篇，我们说说结构模式相关的套路。
结构模式，主要作用是将类型、对象和其它内容放在一起，以创建更大的结构，同时，又可以保持高度的灵活性和最佳性能。
也是像上一篇一样，一个一个来说。
一、适配器模式
适配器这个名字非常好理解，就像我们充电器的插头，是用来协调两个不同的东东之间的通信，并让他们互相理解。
代码也很简单：
public class AnotherType
{
public string GetAuthorInfo()
{
return "I am WangPlus";
}
}
public interface IAdapter
{
string GetInfo();
}
public class Adapter : IAdapter
{
private readonly AnotherType _anotherType;
public Adapter(AnotherType anotherType)
{
_anotherType = anotherType;
}
public string GetInfo()
{
return _anotherType.GetAuthorInfo();
}
}
public class Example
{
public void Test()
{
var adapter = new Adapter(new AnotherType());
Console.WriteLine(adapter.GetInfo());
}
// result:
// I am WangPlus
}
没想到吧？这样的代码经常写，居然也是个模式。所以呀，还是我上一篇提到的说法：先有内容，然后才有概念和标准。套路一直在，只是很多人不知道他叫什么。
二、桥模式
这个也好理解，就是在两个东西之间搭了一个桥。
正常使用时，是把实体类与接口和抽象分离开。有一个非常明显的好处，是几个实现可以使用不同的技术。
理解概念有点难，还是看代码：
public interface IBridgeType
{
void GetInfo();
}
public class BridgeA : IBridgeType
{
public void GetInfo()
{
Console.WriteLine("I am WangPlus");
}
}
public class BridgeB : IBridgeType
{
public void GetInfo()
{
Console.WriteLine("I am another WangPlus");
}
}
public interface IBridge
{
public IBridgeType bridgeType
{
get;
set;
}
void GetInfo();
}
public class BridgeType : IBridge
{
public IBridgeType bridgeType
{
get;
set;
}
public void GetInfo()
{
bridgeType.GetInfo();
}
}
public static class BridgeExample
{
public static void Test()
{
var bridgeType = new BridgeType();
bridgeType.bridgeType = new BridgeA();
bridgeType.GetInfo();
bridgeType.bridgeType = new BridgeB();
bridgeType.GetInfo();
}
// result:
// I am WangPlus
// I am another WangPlus
}
BridgeA 和 BridgeA 是两个实现，这儿就是上面说的不同的技术，用不同的技术实现了同一个接口。然后通过 IBridge 桥接到一个实现中。
使用时，使用不同的实现，但用相同的结构进行调用。在有需要时，我们可以根据场景做出无数个 BridgeN ，来实现黑盒类似但白盒完全不同的实体。
三、复合模式
听着就大就复杂。没错，所有叫复合的东西，都会形成一个树状结构。这好像是编程中的一个默认约定？
复合设计模式，就是把对象放在一个更大的树状结构的对象中，以多层次结构来呈现对象，以统一方式处理对象。
看看这个复杂代码的套路：
public abstract class Mobile
{
protected string Name;
protected Mobile(string name)
{
Name = name;
}
public virtual void Add(Mobile mobile)
{
throw new NotImplementedException();
}
public virtual void GetTree(int indent)
{
throw new NotImplementedException();
}
}
public class MobileMemory : Mobile
{
public MobileMemory(string name) : base(name) { }
public override void GetTree(int indent)
{
Console.WriteLine(new String('-', indent) + " " + Name);
}
}
public class MobileModel : Mobile
{
private readonly List _mobiles = new List();
public MobileModel(string name) : base(name) { }
public override void Add(Mobile mobile)
{
_mobiles.Add(mobile);
}
public override void GetTree(int indent)
{
Console.WriteLine(new String('-', indent) + "+ " + Name);
foreach (var mobile in _mobiles)
{
mobile.GetTree(indent + 2);
}
}
}
public static class Example
{
public static void Test()
{
var brand = new MobileModel("IPhone");
var model13 = new MobileModel("13Pro");
var model12 = new MobileModel("12Pro");
var memory512G = new MobileMemory("512G");
var memory256G = new MobileMemory("256G");
model13.Add(memory256G);
model13.Add(memory512G);
model12.Add(memory256G);
model12.Add(memory512G);
brand.Add(model12);
brand.Add(model13);
brand.GetTree(1);
}
// result:
// ---+ 12Pro
// ----- 256G
// ----- 512G
// ---+ 13Pro
// ----- 256G
// ----- 512G
}
这个套路确实稍微有点复杂。补充解释一下：
MobileMemory 和 MobileModel，是为了表现多种对象，没有特殊含义，里面的区别就是 GetTree() 里打印出来的字符不同。
需要清楚理解的部分是 MobileModel 里构建的 _mobiles，他是一个顶层抽象类的数组。
这个模式最重要的结构，是用抽象类去组织数据，用实体类去操作功能。
另外，如果你的开发功力够，在这个架构中，实体本身也可以是复合对象。
四、装饰模式
这也是一个常用的模式。通过对抽象或接口的扩展，来加入对象功能。
而且这个套路的代码特别好理解：
public interface IMobile
{
public string Brand
{
get;
}
public string Model
{
get;
}
public abstract void GetInfo();
}
public class IPhone : IMobile
{
public string Brand => "Apple";
public string Model => "13Pro";
public void GetInfo()
{
Console.WriteLine(this.ToJson());
}
}
public class IPhoneWithMemory : IMobile
{
private readonly IMobile _mobile;
public IPhoneWithMemory(IMobile mobile)
{
_mobile = mobile;
}
public string Brand => "Apple";
public string Model => "13Pro";
public string Memory => "512G";
public void GetInfo()
{
Console.WriteLine(this.ToJson());
}
}
public static class Example
{
public static void Test()
{
var iphone = new IPhone();
iphone.GetInfo();
var iphoneWithMemory = new IPhoneWithMemory(iphone);
iphoneWithMemory.GetInfo();
}
// result:
// {"Brand":"Apple","Model":"13Pro"}
// {"Brand":"Apple","Model":"13Pro","Memory":"512G"}
}
从上边的 IMobile 接口开始，每一个实体都是对前一个实体的补充和完善。
这种写法，在团队项目中很常见，可以在确保不对别人的内容进行修改的基础上，扩展新的功能。不用改别人的代码，又能补充进去新的内容。有没有被爽到？
五、外观模式
这个模式名称起得不知所云。不过意思和代码倒是很简单，就是把其它的接口、类、框架等的复杂系统汇集起来，让人能简单使用。
代码一看就懂：
public class Facade
{
private readonly Mobile _mobile;
private readonly Laptop _laptop;
public Facade(Mobile mobile, Laptop laptop)
{
_mobile = mobile;
_laptop = laptop;
}
public void GetInfo()
{
_mobile.GetInfo();
_laptop.GetInfo();
}
}
public class Mobile
{
public void GetInfo()
{
Console.WriteLine("I am mobile");
}
}
public class Laptop
{
public void GetInfo()
{
Console.WriteLine("I am laptop");
}
}
public static class Example
{
public static void Test()
{
var mobile = new Mobile();
var laptop = new Laptop();
var facade = new Facade(mobile, laptop);
facade.GetInfo();
}
// result:
// I am mobile
// I am laptop
}
这个模式，在开发中也用得比较多。尤其在团队项目中，会经常用到，原因跟上面一样。
六、轻量级模式
嗯，就是轻的意思。这个轻，不是写的少，而是内存使用少。
所以这个模式的主要优势，就是节省内存。
这个模式没办法给出简单的套路。他本身是一种想法，是一种写在代码中的思想，而不是一个套路性的代码组。
我拿一段代码来说明一下：
public class Flyweight
{
private readonly Liststring, DemoClass>> _sharedObjects = new();
public Flyweight()
{
_sharedObjects.Add(new KeyValuePair<string, DemoClass>("A", new DemoClass()));
_sharedObjects.Add(new KeyValuePair<string, DemoClass>("B", new DemoClass()));
}
public DemoClass GetObject(string key)
{
return _sharedObjects.SingleOrDefault(c => c.Key == key).Value;
}
}
public interface IDemoClass
{
public void Operation(string name);
}
public class DemoClass : IDemoClass
{
public void Operation(string name)
{
Console.WriteLine(name);
}
}
public static class Example
{
public static void Test()
{
var flyweight = new Flyweight();
flyweight.GetObject("A").Operation("Hello");
flyweight.GetObject("B").Operation("I am WangPlus");
var heavy = new DemoClass();
heavy.Operation("Hello, I am WangPlus");
}
// result:
// 下面是轻量级模式
// Hello
// I am WangPlus
// 下面是普通模式
// Hello, I am WangPlus
}
在这段代码里，真正属于轻量级模式模式的其实只是里面的这一段：
private readonly Liststring, DemoClass>> _sharedObjects = new();
public Flyweight()
{
_sharedObjects.Add(new KeyValuePair<string, DemoClass>("A", new DemoClass()));
_sharedObjects.Add(new KeyValuePair<string, DemoClass>("B", new DemoClass()));
}
能理解吗？这一段主要是构造了一个集合，用来存放对象。后面调用对象时，是从这个集合里出来的。
这样写的好处，是如果对象很多，每次 new 会占用大量内存，而先期存储在一个集合中，会让这个内存占用变得小很多。
好吧，如果不理解，也没关系。在 Dotnet 的整个源码中，这样使用的也并不多。
所以这个模式属于一个可以意会的模式。而且事实上，现在的内存成本之低，已经很少需要这么费心了。
七、代理模式
这个模式也好理解，就是加了一个代理。通过中间类型来控制对于主类型的访问。
嗯，别担心，这个是有套路的。
public abstract class MainAbst
{
public abstract void GetInfo();
}
public class MainClass : MainAbst
{
public override void GetInfo()
{
Console.WriteLine("I am WangPlus");
}
}
public class Proxy : MainAbst
{
private MainClass _main;
public Proxy(MainClass main)
{
_main = main;
}
public override void GetInfo()
{
_main ?? = new MainClass();
_main.GetInfo();
}
}
public static class ProxyExample
{
public static void Test()
{
var proxy = new Proxy(new MainClass());
proxy.GetInfo();
}
// result:
// I am WangPlus
}
这个套路也容易懂。MainClass 是我们的主类，在执行一些特定的方法。加出了一个代理类 Proxy。外部调用时，通过 Proxy 来调用主类的方法，同时，如果有需要对主类的输入输出进行处理，可以在 Proxy 的方法里直接写。
又是一个团队协作会用到的模式，嘿嘿。
结构模式的套路就是这样了。
还有一类模式，是行为设计模式。咱们改天再写。
喜欢就来个三连，让更多人因你而受益