使用c#實(shí)現(xiàn)23種常見的設(shè)計(jì)模式|全球新消息
設(shè)計(jì)模式通常分為三個(gè)主要類別：
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的對(duì)象導(dǎo)向設(shè)計(jì)問題的最佳實(shí)踐。
以下是23種常見的設(shè)計(jì)模式并且提供c#代碼案例：
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，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Singleton類的唯一實(shí)例。我們還有一個(gè)LogMessage方法，用于模擬Singleton類的某個(gè)行為。
以下是一個(gè)使用這個(gè)Singleton類的控制臺(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(); }}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，但允許子類決定實(shí)例化哪個(gè)類。工廠方法讓類的實(shí)例化推遲到子類中進(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，CreatorA和CreatorB，它們都繼承自抽象基類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。這種方式使得客戶端代碼不需要直接實(shí)例化產(chǎn)品類，而只需要依賴工廠接口，增加了程序的靈活性。
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)或依賴對(duì)象的系列，而不指定這些對(duì)象的具體類。在這個(gè)模式中，客戶端通過他們的抽象接口使用類，允許該模式在不影響客戶端的情況下替換實(shí)現(xiàn)類。
以下是一個(gè)簡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，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。這種方式使得客戶端代碼不需要直接實(shí)例化產(chǎn)品類，而只需要依賴工廠接口，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)建過程來創(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)造過程解耦，使得同樣的構(gòu)造過程可以創(chuàng)建不同的表示。
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，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類中，我們使用了MemberwiseClone方法來創(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)簡單示例：
// 實(shí)現(xiàn)類接口public interface IImplementor{ void OperationImp();}// 具體實(shí)現(xiàn)類Apublic class ConcreteImplementorA : IImplementor{ public void OperationImp() { Console.WriteLine("Concrete Implementor A"); }}// 具體實(shí)現(xiàn)類Bpublic class ConcreteImplementorB : IImplementor{ public void OperationImp() { Console.WriteLine("Concrete Implementor B"); }}// 抽象類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，它有一個(gè)IImplementor接口的實(shí)例，通過這個(gè)實(shí)例調(diào)用實(shí)現(xiàn)類的方法。RefinedAbstraction是擴(kuò)充的抽象類，它繼承自Abstraction。ConcreteImplementorA和ConcreteImplementorB是實(shí)現(xiàn)類，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)類的實(shí)例，然后創(chuàng)建了兩個(gè)抽象類的實(shí)例，每個(gè)抽象類的實(shí)例都有一個(gè)實(shí)現(xiàn)類的實(shí)例。當(dāng)我們調(diào)用抽象類的Operation方法時(shí)，它會(huì)調(diào)用實(shí)現(xiàn)類的OperationImp方法。
執(zhí)行流程如下：
創(chuàng)建實(shí)現(xiàn)類的實(shí)例。創(chuàng)建抽象類的實(shí)例，抽象類的實(shí)例有一個(gè)實(shí)現(xiàn)類的實(shí)例。調(diào)用抽象類的Operation方法，該方法會(huì)調(diào)用實(shí)現(xiàn)類的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)簡單示例：
// 抽象組件類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，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，并重寫了Operation方法。ConcreteDecoratorA和ConcreteDecoratorB是具體的裝飾器，它們繼承了Decorator并重寫了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，用來訪問子系統(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，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，使得客戶端可以不直接操作子系統(tǒng)，而是通過外觀類操作子系統(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)簡單示例：
// 享元類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，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，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)象來控制對(duì)它的訪問。代理對(duì)象可以在客戶端和目標(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 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，Proxy是代理類，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，然后我們通過代理調(diào)用了相同的方法。注意，在通過代理調(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)簡單示例：
// 命令接口public interface ICommand{ void Execute();}// 具體命令類public class ConcreteCommand : ICommand{ private Receiver receiver; public ConcreteCommand(Receiver receiver) { this.receiver = receiver; } public void Execute() { receiver.Action(); }}// 接收者類public class Receiver{ public void Action() { Console.WriteLine("Receiver performs an action"); }}// 調(diào)用者或發(fā)送者類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，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，它持有一個(gè)ICommand對(duì)象的引用，并可以通過SetCommand方法設(shè)置命令，通過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Invoker的SetCommand方法設(shè)置了命令，并通過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。通過調(diào)用者對(duì)象的SetCommand方法設(shè)置命令。通過調(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法格式的需求。它定義了如何在語言中表示和解析語法。
以下是在C#中實(shí)現(xiàn)解釋器模式的一個(gè)簡單示例：
// 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訪問一個(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)簡單示例：
// 抽象聚合類public interface IAggregate{ IIterator CreateIterator(); void Add(string item); int Count { get; } string this[int index] { get; set; }}// 具體聚合類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，定義了CreateIterator等方法，ConcreteAggregate是具體聚合類，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。通過聚合對(duì)象的CreateIterator方法創(chuàng)建一個(gè)迭代器。通過迭代器的First方法獲取第一個(gè)元素，然后通過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。它們不依賴于其他組件。// 它們也不依賴于任何具體 Mediator 類。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，我們來創(chuàng)建一個(gè)客戶端代碼：
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)組件通過中介者來進(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)通過中介者來通知其他組件，這樣其他組件就可以根據(jù)這個(gè)事件來做出響應(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)簡單的備忘錄模式的實(shí)現(xiàn)，其中有三個(gè)主要的類：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 類可以生成一個(gè)備忘錄，并且可以通過備忘錄恢復(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)，并通過原發(fā)器實(shí)現(xiàn)備份。備忘錄是不可變的，因此，沒有 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 不依賴于具體備忘錄類。結(jié)果，它不會(huì)有任何訪問原發(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?，但是它不能操作備忘錄?duì)象中的狀態(tài)。當(dāng)用戶執(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。如果用戶后來不滿意新的狀態(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，并通過主題的RegisterObserver方法將這些觀察者注冊(cè)到主題中。通過主題的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?，是一種允許對(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，它有兩個(gè)狀態(tài)：正常狀態(tài)（NormalState）和透支狀態(tài)（OverdrawnState）。當(dāng)用戶執(zhí)行操作（存款和取款）時(shí)，賬戶狀態(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：
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，它使用這些狀態(tài)來執(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來測試這個(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。由于取款金額超過賬戶余額，所以賬戶進(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，以使賬戶回歸到正常狀態(tài)。計(jì)算利息的行為也根據(jù)賬戶的狀態(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，使得它們可以相互替換。策略模式讓算法獨(dú)立于使用它的客戶而獨(dú)立變化。
以下是一個(gè)簡單的策略模式的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，它使用這些策略來執(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：
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，它使用這些策略來執(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來測試這個(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中。模板方法使得子類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)烹飪食物的過程，這個(gè)過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：
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，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來測試這個(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。
訪問者模式（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所謂的"訪問者"來改變?cè)氐牟僮?。這樣一來，元素的類可以用于表示元素結(jié)構(gòu)，而具體的操作則可以在訪問者類中定義。
以下是一個(gè)使用C#實(shí)現(xiàn)的訪問者模式示例，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：訪問者（IVisitor）、可訪問元素（IElement）和元素結(jié)構(gòu)（ObjectStructure）。同時(shí)有具體訪問者（ConcreteVisitor）和具體元素（ConcreteElement）。
// 訪問者接口public interface IVisitor{ void VisitConcreteElementA(ConcreteElementA concreteElementA); void VisitConcreteElementB(ConcreteElementB concreteElementB);}// 具體訪問者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)建的具體訪問者，使具體訪問者訪問對(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)打印出訪問者A和訪問者B分別訪問具體元素A和具體元素B的信息。
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