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C#实现23种常见的设计模式的示例详解

什么是设计模式

设计模式指的是，在特定情况下，针对某种问题所提供的可行解决方案。也就是说，设计模式是对问题的一种解决方案，而不是代码的一种实现。它们是经过验证、被证明是有效的解决方案，并且在不同的场景下可以复用的。

设计模式的分类

在23种常见的设计模式中，它们彼此之间存在差异。一些模式关注算法和数据结构，而另一些关注对象和类之间的通信。下面是23种常见的设计模式的分类：

创建型

1. 单例模式
2. 工厂模式
3. 抽象工厂模式
4. 建造者模式
5. 原型模式

结构型

1. 适配器模式
2. 桥接模式
3. 组合模式
4. 装饰模式
5. 外观模式
6. 享元模式
7. 代理模式

行为型

1. 责任链模式
2. 命令模式
3. 解释器模式
4. 迭代器模式
5. 中介者模式
6. 备忘录模式
7. 观察者模式
8. 状态模式
9. 策略模式
10. 模板方法模式
11. 访问者模式

使用示例

下面是两个创建型模式的例子：

单例模式(Singleton Pattern)

public class Singleton
{
    private static Singleton instance = null;
    private static readonly object padlock = new object();

    private Singleton()
    {
    }

    public static Singleton Instance
    {
        get
        {
            lock (padlock)
            {
                if (instance == null)
                {
                    instance = new Singleton();
                }
                return instance;
            }
        }
    }
}

在此示例中，Singleton类只允许创建单个实例。线程安全由padlock对象保证。Singleton类型的实例在第一次被使用时创建。

建造者模式(Builder Pattern)

public interface IBuilder
{
    void BuildPartA();
    void BuildPartB();
    T GetResult<T>() where T : Product, new();
}

public class ConcreteBuilder : IBuilder
{
    private readonly Product product = new Product();

    public void BuildPartA()
    {
        product.PartA = "A";
    }

    public void BuildPartB()
    {
        product.PartB = "B";
    }

    public T GetResult<T>() where T : Product, new()
    {
        return product as T;
    }
}

public class Product
{
    public string PartA { get; set; }
    public string PartB { get; set; }
}

public class Director
{
    public static T Construct<T>(IBuilder builder) where T : Product, new()
    {
        builder.BuildPartA();
        builder.BuildPartB();
        return builder.GetResult<T>();
    }
}

在此示例中，Director类负责创建Product对象。以IBuilder（粘合剂）的形式传递给Director类，该Builder按预定义的步骤构建Product对象。产品对象的不同表示可以通过使用不同的Builder对象来获得。这非常适用于构建对象树或使用大量类构造对象。