C#23种设计模式
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admin
2025年12月26日 11:23
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一、创建型模式（5 种）
聚焦对象的创建过程，解耦对象创建和使用，提升灵活性。
1. 单例模式（Singleton）
public sealed class Singleton{ private static readonly Lazy<Singleton> _instance = new Lazy<Singleton>(() => new Singleton());
private Singleton() { }
public static Singleton Instance => _instance.Value;
public void ShowMessage() => Console.WriteLine("单例模式示例");}Singleton.Instance.ShowMessage();
- 适用场景：配置管理、日志对象、数据库连接池等需唯一实例的场景。
2. 工厂方法模式（Factory Method）
public interface IProduct{ void Use();}public class ProductA : IProduct{ public void Use() => Console.WriteLine("使用产品A");}public class ProductB : IProduct{ public void Use() => Console.WriteLine("使用产品B");}public abstract class Factory{ public abstract IProduct CreateProduct();}public class FactoryA : Factory{ public override IProduct CreateProduct() => new ProductA();}public class FactoryB : Factory{ public override IProduct CreateProduct() => new ProductB();}Factory factory = new FactoryA();IProduct product = factory.CreateProduct();product.Use();
- 适用场景：创建对象需复杂逻辑、需扩展产品类型（如新增 ProductC 只需加 FactoryC）。
3. 抽象工厂模式（Abstract Factory）
- 核心思想
- 适用场景：系统需多套产品族（如 “Windows 控件” 和 “Mac 控件” 两套产品族）。
4. 建造者模式（Builder）
- 核心思想
- 适用场景：创建对象需多步骤（如构建一个包含标题、内容、附件的邮件）。
5. 原型模式（Prototype）
- 核心思想
- 适用场景：对象创建成本高（如包含大量数据的对象），需快速复制。
二、结构型模式（7 种）
聚焦类 / 对象的组合结构，优化代码组织，提升复用性。
1. 适配器模式（Adapter）
public interface ITarget{ void Request();}public class Adaptee{ public void SpecificRequest() => Console.WriteLine("适配者的具体请求");}public class Adapter : Adaptee, ITarget{ public void Request() => SpecificRequest();}ITarget target = new Adapter();target.Request();
2. 装饰器模式（Decorator）
3. 代理模式（Proxy）
- 核心思想
- 适用场景：远程代理（访问远程对象）、虚拟代理（懒加载）、保护代理（权限控制）。
4. 外观模式（Facade）
- 核心思想
- 适用场景：简化复杂 API 调用（如封装多个数据库操作成一个方法）。
5. 桥接模式（Bridge）
- 核心思想
- 适用场景：多维度变化的对象（如 “形状” 和 “颜色” 两个维度，可独立扩展）。
6. 组合模式（Composite）
- 核心思想：将对象组合成树形结构，统一处理单个对象和组合对象。
- 适用场景
7. 享元模式（Flyweight）
- 核心思想
- 适用场景：大量相似对象（如游戏中的小兵、文字处理中的字符）。
三、行为型模式（11 种）
聚焦对象间的交互和职责分配，提升代码的协作性和可维护性。
1. 观察者模式（Observer）
public class Subject : IObservable<string>{ private List<IObserver<string>> _observers = new List<IObserver<string>>();
public IDisposable Subscribe(IObserver<string> observer) { if (!_observers.Contains(observer)) _observers.Add(observer); return new Unsubscriber(_observers, observer); }
public void Notify(string message) { foreach (var observer in _observers) observer.OnNext(message); }
private class Unsubscriber : IDisposable { private List<IObserver<string>> _observers; private IObserver<string> _observer;
public Unsubscriber(List<IObserver<string>> observers, IObserver<string> observer) { _observers = observers; _observer = observer; }
public void Dispose() => _observers.Remove(_observer); }}public class Observer : IObserver<string>{ private string _name;
public Observer(string name) => _name = name;
public void OnNext(string value) => Console.WriteLine($"{_name} 收到消息：{value}"); public void OnError(Exception error) { } public void OnCompleted() { }}var subject = new Subject();var observer1 = new Observer("观察者1");var observer2 = new Observer("观察者2");subject.Subscribe(observer1);subject.Subscribe(observer2);subject.Notify("Hello World");
2. 策略模式（Strategy）
3. 命令模式（Command）
4. 迭代器模式（Iterator）
- 核心思想
- C# 中已内置：
IEnumerable<T>/IEnumerator<T> 就是迭代器模式的实现。
5. 模板方法模式（Template Method）
- 核心思想
- 适用场景：算法步骤固定但部分实现可变（如测试用例执行流程：初始化→执行→清理）。
6. 访问者模式（Visitor）
- 核心思想：在不改变对象结构的前提下，定义作用于对象的新操作。
- 适用场景：需对复杂对象结构执行多种不同操作（如报表生成、数据导出）。
7. 中介者模式（Mediator）
8. 状态模式（State）
- 核心思想
- 适用场景：对象状态多且状态切换逻辑复杂（如订单状态：待支付→已支付→已发货）。
9. 备忘录模式（Memento）
10. 解释器模式（Interpreter）
11. 职责链模式（Chain of Responsibility）
- 核心思想
- 适用场景：请求需多个对象处理（如审批流程、日志级别处理）。
总结
- 分类逻辑：23 种设计模式分为创建型（5 种，管对象创建）、结构型（7 种，管类 / 对象组合）、行为型（11 种，管对象交互）三大类，核心目标是解耦、复用、可扩展。
- 使用原则：设计模式是 “工具” 而非 “规则”，需结合场景选择（如单例解决唯一实例，适配器解决接口兼容），避免过度设计。
- C# 落地：C# 提供了很多语法糖简化模式实现（如
Lazy<T>实现线程安全单例、IEnumerable<T>内置迭代器），优先使用语言内置特性。
该文章在 2025/12/26 11:23:26 编辑过
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