C#項目中常用到的設計模式

1. 引言

一個項目的通常都是從Demo開始，不斷為項目添加新的功能以及重構，也許剛開始的時候代碼顯得非常凌亂，毫無設計可言。但是隨著項目的迭代，往往需要將很多相同功能的代碼抽取出來，這也是設計模式的開始。熟練運用設計模式應該是每一個軟件開發人員的必備技能。今天給大家介紹幾個常用的設計模式。

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2. 單例模式

單例模式恐怕是很多開發人員最先接觸到的模式之一，可以認為就是一個全局變量。它的初始化過程無非就是一開始就new 一個instance，或者惰性初始化等需要用到的時候new 一個instance。這里需要注意的是在多線程情況下new一個instance。通常加上lock 可以解決問題。這里我們利用C# 的系統函數 Interlocked.CompareExchange

    internal class SingletonOne{private static SingletonOne _singleton;private SingletonOne(){}public static SingletonOne Instance{get{if (_singleton == null){Interlocked.CompareExchange(ref _singleton, new SingletonOne(), null);}return _singleton;}}}

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3. 迭代器模式

迭代器模式也是用的比較多的一種，通常見于C#的內置容器數據結構 List，Stack等等，為了便于遍歷容器內元素。這里給出一個簡單版的Stack實現

    internal class Stack<T> : IEnumerable<T>, IEnumerable{private T[] _array;private int _index;private const int DefaultSize = 4;public Stack(int size){var sized = size > 0 ? size : DefaultSize;this._array = new T[sized];this._index = 0;}public int Count{get { return this._index; }}public Stack(IEnumerable<T> data) : this(0){var enumrator = data.GetEnumerator();while (enumrator.MoveNext()){var item = enumrator.Current;this.Push(item);}}public void Push(T item){if (this._index < this._array.Length){this._array[this._index++] = item;}else{var newLength = this._array.Length << 1;T[] newArray = new T[newLength];Array.Copy(this._array, newArray, this.Count);this._array = newArray;this.Push(item);}}public T Pop(){if (this.Count <= 0){throw new ArgumentOutOfRangeException("pop");}else{this._array[this._index] = default(T);return this._array[--this._index];}}public T Get(int index){if (this.Count <= index){throw new ArgumentOutOfRangeException("Get");}else{return this._array[index];}}IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator(){return this.GetEnumerator();}public IEnumerator<T> GetEnumerator(){return new StackEnumerator<T>(this);}}

Stack 的 迭代器內部實現：

    internal class StackEnumerator<T> : IEnumerator<T> , IEnumerator{private Stack<T> _stack;private int _index;public StackEnumerator(Stack<T> stack){this._stack = stack;this._index = -1;}public bool MoveNext(){this._index++;return this._index < this._stack.Count;}public void Reset(){this._index = -1;}object  IEnumerator.Current {get { return this.Current; } }public T Current{get { return this._stack.Get(this._index); }}public void Dispose(){this._stack = null;}}

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4 工廠模式

工廠模式細分的話有簡單工廠模式、抽象工廠模式等。它最核心的就是如何通過 Factory new 一個 對象出來。在ASP.NET MVC 消息處理實現過程中工廠模式運用的非常多。比如

在MVC中處理一個Request，其實就是調用Controller下的一個Action，這就需要從Url 和Route 中反射出Controller對象，內部由ControllerFactory創建。

它的默認實現是：DefaultControllerFactory

另一個例子是ValueProviderFactory，它使得Controller 下的Action 能夠接收到前端傳回來的數據并實現模型綁定，是典型的抽象工廠實現。

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5. 訂閱模式

訂閱模式在某些項目運用比較多，比如 Knockout 整個項目就是一個大的訂閱模式的實現，但是它是用javascript編寫的。還有像微博、微信公眾號等等訂閱模式通常少不了。

通常可以定義接口：

    internal interface ISubject{IEnumerable<IObserver> Observers { get; } void Notify();void AddObserver(IObserver observer);void RemoveObserver(IObserver observer);}internal interface IObserver{void ReceiveSubject(ISubject subject);}

實現：

    internal class AritcleObserver : IObserver{public void ReceiveSubject(ISubject subject){// receive the subject
        }}class WeChatArticle : ISubject{private ICollection<IObserver> _observers;private string _name;public WeChatArticle(string name){this._name = name;this._observers = new List<IObserver>();}public IEnumerable<IObserver> Observers{get { return this._observers; }}public void Notify(){foreach (IObserver observer in this._observers){observer.ReceiveSubject(this);}}public void AddObserver(IObserver observer){this._observers.Add(observer);}public void RemoveObserver(IObserver observer){this._observers.Remove(observer);}}

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6.? 責任鏈模式

責任鏈模式沒有像工廠模式那樣被人熟悉，在ASP.NET WebApi 中有一個非常典型的實現 就是WebApi的消息處理管道HttpMessageHandler

這里給一個簡單的模擬

    class DataRequest{public string FileName { get; set; }}class DataResponse{public string Error { get; set; }public string Data { get; set; }}internal abstract class RequestHandler{public RequestHandler NextHandler { get; set; }public abstract DataResponse Process(DataRequest request);}class ReadRequestHandler : RequestHandler{public override DataResponse Process(DataRequest request){return new DataResponse(){Data = File.ReadAllText(request.FileName)};}}class ExistsRequestHandler : RequestHandler{public override DataResponse Process(DataRequest request){if (File.Exists(request.FileName)){return this.NextHandler.Process(request);}else{return new DataResponse(){Error = "no exists"};}}}

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7. 組合模式

組合模式是使得單個對象和組合對象有一致的行為，一致的行為可以理解為擁有同一個接口，比如圖形顯示

    class ControlContext{}internal interface IControl{void Draw(ControlContext context);}class Line : IControl{public void Draw(ControlContext context){}}class Circle : IControl{public void Draw(ControlContext context){}}class CompositeControl : IControl{private List<IControl> controls;public CompositeControl(IList<IControl> cons){this.controls = new List<IControl>(cons);}public void Draw(ControlContext context){this.controls.ForEach(c => c.Draw(context));}public void Add(IControl control){this.controls.Add(control);}}

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8. 總結

市場上有很多關于設計模式的書，但是基本的設計模式大概有20多種，本文給大家介紹了幾種項目中常見的設計模式，其實有些設計模式在實際項目已經不知不覺用起來了。

以后再給大家介紹其他的幾種設計模式。

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