知識(shí)需要不斷積累、總結(jié)和沉淀，思考和寫作是成長的催化劑

老生常談

GOF23種設(shè)計(jì)模式，想必都有聽過或?qū)W習(xí)過，就是有四個(gè)人搞了一本書總結(jié)了在面向?qū)ο箝_發(fā)過程中常見問題的解決方案。

啥是模式？就是發(fā)現(xiàn)一種可識(shí)別的規(guī)律，比如色彩模式（簡歷模版也算）。模式也往往和抽象思維有關(guān)，分析事物共性，抽取事物共同的部分來幫助人們認(rèn)識(shí)規(guī)律。

啥又是設(shè)計(jì)模式？就是對(duì)事物的重新定位整合來解決問題的一種模版一種套路。它是成熟的解決方案，解決類似的問題，這樣我們可以站在巨人的肩膀上，更加優(yōu)雅的開發(fā)設(shè)計(jì)。

（本手冊(cè)盡可能采用口語化表達(dá)，便于代入，很基礎(chǔ)的細(xì)節(jié)會(huì)刪減，了解過設(shè)計(jì)模式者服用更佳，查漏溫故，瀏覽起來會(huì)比較輕松）

進(jìn)入正題，設(shè)計(jì)模式按功能分為三大類

創(chuàng)建型

創(chuàng)建型設(shè)計(jì)模式，顧名思義用于對(duì)象的創(chuàng)建。提供創(chuàng)建對(duì)象就是如何New一個(gè)對(duì)象的通用方法。

1、Singleton單例

單例模式使得一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例。通常像一些工具類，只需要初始化一個(gè)實(shí)例即可，不需要每次使用都去再實(shí)例化一個(gè)，這樣可以解決些資源浪費(fèi)。和靜態(tài)類功能上類似，只不過單例是個(gè)對(duì)象實(shí)例。
套路1：通常三步走，私有構(gòu)造函數(shù)禁止外部構(gòu)造，公開靜態(tài)方法提供給外部使用，私有靜態(tài)變量保證唯一（這樣只是單線程模式下適用）。外部通過Singleton.GetInstance()獲取唯一對(duì)象實(shí)例。

class Singleton
{
    private static Singleton instance;
    private Singleton()
    {
    }

    public static Singleton GetSingleton()
    {
        if (instance == null)
        {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

套路2：多線程下簡單粗暴的方式就是lock加鎖，讓代碼塊只能有一個(gè)線程進(jìn)入。

private static readonly object syncRoot = new object();
public static Singleton GetSingleton()
{
    lock (syncRoot)
    {
        if (instance == null)
        {
            instance = new Singleton();
        }
    }
    return instance;
}

再優(yōu)化一下，上面這種方法會(huì)導(dǎo)致多個(gè)線程都需要等待，無論實(shí)例是否已經(jīng)創(chuàng)建。我們想在實(shí)例已經(jīng)創(chuàng)建的情況下多線程就不需要等待，直接返回就行。在lock外面加個(gè)判斷null可以保證以后的多線程訪問不用排隊(duì)等待。這就是雙重鎖定。

public static Singleton GetSingleton()
{
    if (instance == null)
    {
        lock (syncRoot)
        {
            if (instance == null)
            {
                instance = new Singleton();
            }
        }
    }
    return instance;
}

套路3：上面的已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)了單例模式，但還有一個(gè)更簡單的方式-靜態(tài)初始化。CLR會(huì)在類加載時(shí)初始化靜態(tài)字段，且是線程安全的，所以可以把類實(shí)例化放在靜態(tài)字段上。

public sealed class Singleton
{
    private static readonly Singleton instance = new Singleton();
    private Singleton()
    {  
    }
    public static Singleton GetSingleton()
    {
        return instance;
    }
}

這種稱之為餓漢式單例，類一加載就實(shí)例化對(duì)象。前面的是懶漢式，在第一次引用時(shí)實(shí)例化。

2、Factory Method工廠方法

簡單工廠模式：什么是工廠？現(xiàn)實(shí)中就是生產(chǎn)東西的地方，程序里也是，就是有一個(gè)單獨(dú)的地方（類）來負(fù)責(zé)創(chuàng)建各種實(shí)例。
以經(jīng)典的加減乘除計(jì)算程序?yàn)槔?，如果按照面向過程流程開發(fā)，大概步驟就是用戶輸入數(shù)字1，然后輸入運(yùn)算符，輸入數(shù)字2，然后根據(jù)運(yùn)算符if或switch判斷調(diào)用哪個(gè)數(shù)學(xué)方法，這種沒有面向?qū)ο?，都在一起，耦合太緊（代碼就不貼了，都是過來人）

先看一下使用簡單工廠模式之后的類圖

image

把加減乘除各個(gè)運(yùn)算操作封裝成單獨(dú)類，都繼承自運(yùn)算類，共用基類的成員變量AB，重寫GetResult獲取運(yùn)算結(jié)果方法。封裝之后，提供一個(gè)簡單工廠類，通過傳入不同的操作符，實(shí)例化不同的操作運(yùn)算類。這樣增加新的操作運(yùn)算符時(shí)只需要修改工廠就行。（增加一個(gè)流水線）

簡單工廠類核心：

public class OperationFactory
{
    public static Operation CreateOperate(string operate)
    {
        Operation oper = null;
        switch (operate)
        {
            case "+":
                oper = new OperationAdd();
                break;
            case "-":
                oper = new OperationSub();
                break;
            case "*":
                oper = new OperationMul();
                break;
            case "/":
                oper = new OperationDiv();
                break;
        }
        return oper;
    }
}

工廠方法模式：對(duì)簡單工廠模式的進(jìn)一步抽象。簡單工廠是要求把邏輯放在在工廠類中，新增需要修改case分支，違背了開放封閉原則。工廠方法模式進(jìn)一步在工廠上做文章，定義一個(gè)創(chuàng)建對(duì)象的接口，讓子類決定實(shí)例化哪一個(gè)類。

image

工廠部分像下面這樣

interface IFactory
{
    Operation CreateOperation() ;
}

class AddFactory : IFactory
{
    public Operation CreateOperation()
    {
        return new OperationAdd();
    }
}

class SubFactory : IFactory
{
    public Operation CreateOperation()
    {
        return new OperationSub();
    }
}

客戶端調(diào)用像下面這樣。如果增加操作運(yùn)算符，增加相應(yīng)的運(yùn)算類和工廠，不需要像簡單工廠那樣修改工廠類內(nèi)的邏輯。

IFactory operFactory = new AddFactory();
Operation oper = operFactory.CreateOperation();

3、Abstract Factory抽象工廠

抽象工廠模式和工廠方法類似。它是提供一個(gè)創(chuàng)建一系列對(duì)象的工廠接口，無需指定它們具體的類。我們看下結(jié)構(gòu)圖

image

如果說工廠方式模式只是提供單一產(chǎn)品創(chuàng)建接口，那抽象工廠就是讓工廠抽象類擁有創(chuàng)建更多產(chǎn)品的能力，一個(gè)汽車生產(chǎn)線包括車架，底盤，輪轂等。抽象工廠的好處便于交換產(chǎn)品系列。如常見的數(shù)據(jù)庫訪問類。

interface IFactory
{
    IUser CreateUser();
    IDepartment CreateDepartment();
}

class SqlServerFactory : IFactory
{
    public IUser CreateUser()
    {
        return new SqlserverUser();
    }
    public IDepartment CreateDepartment()
    {
        return new SqlserverDepartment();
    }
}

class AccessFactory : IFactory
{
    public IUser CreateUser()
    {
        return new AccessUser();
    }
    public IDepartment CreateDepartment()
    {
        return new AccessDepartment();
    }
}

如果只是替換產(chǎn)品線比較容易，要是新增一個(gè)數(shù)據(jù)庫訪問表就要修改IFactory，SqlServerFactory ，AccessFactory。 這里可以用簡單工廠改進(jìn)。雖然簡單工廠會(huì)多一些switch或if判斷，但可以通過反射配置去掉。

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4、builder建造者

又叫生成器模式，將一個(gè)復(fù)雜產(chǎn)品的生成過程和它的表示分離，這樣給不同的表示就可以創(chuàng)建出不同的產(chǎn)品，就像去買咖啡，加不加糖，加幾塊，加不加奶，做出來就是不同的咖啡，用戶只需要指定我要冰美式就行。

image

有多個(gè)產(chǎn)品Builder構(gòu)建類生成不同的產(chǎn)品，用戶Director指揮者指定一種產(chǎn)品就可以通過GetResult獲取這款產(chǎn)品。這個(gè)比較好理解，產(chǎn)品創(chuàng)建過程內(nèi)部完整高內(nèi)聚，只對(duì)外暴露產(chǎn)品需求，需要什么產(chǎn)品，內(nèi)部創(chuàng)建后給客戶。

5、Prototype原型

原型模式用于創(chuàng)建重復(fù)的對(duì)象而不需要知道創(chuàng)建的細(xì)節(jié)。一般在初始化的信息不發(fā)生變化時(shí)，克隆Copy可以動(dòng)態(tài)的獲取一個(gè)運(yùn)行時(shí)的對(duì)象，而且效率相比構(gòu)造函數(shù)會(huì)提高。原型模式克隆對(duì)象應(yīng)該是由于類型自己完成的。

image

在dotNET中提供了一個(gè)ICloneable接口（代替原型抽象類Prototype的功能）。只需要實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口就可以完成原型模式。

class MyClass : ICloneable
{
    public object Clone()
    {
        return this.MemberwiseClone();
    }
}

注意：MemberwiseClone是淺拷貝，就是對(duì)于引用類型只復(fù)制了引用，而沒有真的把引用類型堆地址復(fù)制一份，值類型倒沒問題是真的內(nèi)存上復(fù)制一份。所以這樣如果生成一個(gè)拷貝類，則修改拷貝類中的引用類型，原類也會(huì)跟著變動(dòng)。因此使用深拷貝老老實(shí)實(shí)在Clone方法里調(diào)用重載構(gòu)造函數(shù)（直到?jīng)]有引用類型成員）初始化拷貝類，然后將值類型變量賦值。

結(jié)構(gòu)型

結(jié)構(gòu)型設(shè)計(jì)模式關(guān)注的是對(duì)象與對(duì)象之間的關(guān)系，像拼積木，組合合并給程序提供更好的靈活和擴(kuò)展

1、Adapter 適配器

聯(lián)想到電源的適配器，各個(gè)國家的電壓不一樣，為了滿足電器使用電壓就需要適配器轉(zhuǎn)換成額定電壓，那么適配器模式的定義就是將一個(gè)類的接口轉(zhuǎn)換成客戶希望的另外一個(gè)接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的那些類可以一起工作。那么如何轉(zhuǎn)換呢，核心就是適配器繼承或依賴已有的對(duì)象，實(shí)現(xiàn)想要的目標(biāo)接口。

image

核心通過繼承或依賴：

class Adapter : Target
{
    private Adaptee adaptee = new Adaptee();

    public override void Request()
    {
        adaptee.SpecificRequest();
    }
}

主要解決現(xiàn)有類不能滿足系統(tǒng)接口要求下，將現(xiàn)有類（可以是多個(gè)）包裝到接口繼承類下。這樣接口繼承類就能調(diào)用接口來實(shí)際調(diào)用現(xiàn)有類功能。雖然提高類的復(fù)用，增加靈活，但過多使用導(dǎo)致內(nèi)部太透明，明明調(diào)用的是A接口，后臺(tái)又實(shí)際調(diào)用的B接口。所以可以看出適配器是在項(xiàng)目服役時(shí)期做的靈活調(diào)整，屬于臨陣磨槍，設(shè)計(jì)期能重構(gòu)不用最好。不便重構(gòu)的情況下，適配器可以快速統(tǒng)一接口。

2、Decorator 裝飾

人靠衣服馬靠鞍，裝飾模式就像給人搭配服飾，可以根據(jù)不同場(chǎng)合搭配不同的風(fēng)格，裝飾模式可以動(dòng)態(tài)的給一個(gè)對(duì)象添加額外的功能職責(zé)（比直接用子類靈活一些），在不增加子類的情況下擴(kuò)展類。

image

核心套路：Component 類充當(dāng)抽象角色，不具體實(shí)現(xiàn)，ConcreteComponent子類代表實(shí)際的對(duì)象，現(xiàn)在要給這個(gè)對(duì)象添加一些新的功能。裝飾類繼承并且引用Component類，通過設(shè)置裝飾類中的Component屬性調(diào)用具體被裝飾對(duì)象ConcreateComponent方法。可能有些繞，關(guān)鍵在于裝飾類和具體被裝飾對(duì)象都要繼承相同的抽象Component 類。

看下代碼也許會(huì)更容易理解

abstract class Component
{
    public abstract void Operation();
}
class ConcreteComponent : Component
{
    public override void Operation()
    {
        Console.WriteLine("具體被裝飾對(duì)象的操作 ")
    }
}

abstract class Decorator : Component
{
    protected Component component;
    public void SetComponent(Component component)
    {
        this.component = component;
    }
    public override void Operation()
    {
        if (component != null)
        {
            component.Operation();
        }
    }
}

class ConcreateDecoratorA : Decorator
{
    private string addedState;
    public override void Operation()
    {
        base.Operation();//執(zhí)行原Component的功能
        //可以添加需要裝飾的東西，增加什么功能
        addedState = "New State";
        Console.WriteLine("具體裝飾對(duì)象A的操作 ");
    }
}
class ConcreateDecoratorB : Decorator
{
    public override void Operation()
    {
        base.Operation();//執(zhí)行原Component的功能
        //可以添加需要裝飾的東西，增加什么功能
        AddedBehavior();
        Console.WriteLine("具體裝飾對(duì)象B的操作 ");
    }
    private void AddedBehavior()
    {
    }
}

客戶端調(diào)用時(shí)像下面這樣。

ConcreteComponent c = new ConcreteComponent();
ConcreateDecoratorA d1 = new ConcreateDecoratorA();
ConcreateDecoratorB d2 = new ConcreateDecoratorB();
d1.SetComponent(c);
d2.SetComponent(d1);
d2.Operation();

利用SetComponent將待裝飾對(duì)象包裝到裝飾器中，然后調(diào)用裝飾器的同名方法（因?yàn)槎祭^承相同的抽象類）。像上面這樣可以定義不同的裝飾器，會(huì)按順序逐個(gè)調(diào)用裝飾的部分。

總之，裝飾模式可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)展一個(gè)實(shí)現(xiàn)類的功能，當(dāng)有實(shí)現(xiàn)類需要增加特殊行為時(shí)，可以用一個(gè)單獨(dú)的裝飾類去實(shí)現(xiàn)，（把被裝飾類也就是實(shí)現(xiàn)類包裝進(jìn)去即可），像前面的也可以不用一個(gè)Component抽象類，直接用裝飾類繼承被裝飾類就不需要修改原類。有一個(gè)不好的地方就是如果裝飾行為多了，請(qǐng)注意裝飾順序。

3、Bridge 橋接

像路由器橋接一樣，將兩者解耦，通過一個(gè)橋接接口連通。橋接模式用于把抽象部分和實(shí)現(xiàn)部分分離解耦，使得兩者可以獨(dú)立變化。

image

橋接模式中一個(gè)重要的概念就是用關(guān)聯(lián)組合代替繼承，從而降低類與類之間的耦合和臃腫。比如一個(gè)繪制圖形的功能，有圓形、正方形等不同的圖形，它們還有不同的顏色。用繼承關(guān)系設(shè)計(jì)可能像下面這樣?？梢钥匆婎惐容^多

image

還有一種方案就是對(duì)圖形和顏色進(jìn)行組合得到想要的顏色圖形。

image

所以對(duì)于有多個(gè)維度變化的系統(tǒng)，采用第二種方案系統(tǒng)中的類個(gè)數(shù)會(huì)更小，擴(kuò)展方便。

abstract class Implementor
{
    public abstract void Operation();
}
class ConcreteImplementorA : Implementor
{
    public override void Operation()
    {
        Console.WriteLine("具體實(shí)現(xiàn)A的方法執(zhí)行");
    }
}
class ConcreteImplementorB : Implementor
{
    public override void Operation()
    {
        Console.WriteLine("具體實(shí)現(xiàn)B的方法執(zhí)行");
    }
}
class Abstraction
{
    protected Implementor implementor;
    public void SetImplementor(Implementor implementor)

        this.implementor = implementor;
    }
    public virtual void Operation()
    {
        implementor.Operation();
    }
}
class RefinedAbstraction : Abstraction
{
    public override void Operation()
    {
        implementor.Operation();
    }
}

客戶端調(diào)用

Abstraction ab = new RefinedAbstraction();
ab.SetImplementor(new ConcreteImplementorA());
ab.Operation();
ab.SetImplementor(new ConcreteImplementorB());
ab.Operation();

如果系統(tǒng)可能有多個(gè)角度的分類，每一種角度都可能變化，就可以不用靜態(tài)的繼承連接，通過橋接模式可以使它們?cè)诔橄髮咏㈥P(guān)聯(lián)關(guān)系。

4、Composite 組合

組合模式也就是部分整理關(guān)系，將對(duì)象組合成樹形結(jié)構(gòu)以表示“部分整體”的層次結(jié)構(gòu)，組合模式使得用戶對(duì)單個(gè)對(duì)象和組合對(duì)象的使用具有一致性，用于把一組相似的對(duì)象當(dāng)做一個(gè)單一的對(duì)象。

image

核心就是讓樹枝和葉子實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的接口，樹枝內(nèi)部組合該接口，并且含有內(nèi)部屬性List放Component。

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);
}
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 to a leaf");
    }
    public override void Display(int depth)
    {
        Console.WriteLine(new string('-', depth) + name);
    }
}
class Composite : Component
{
    private List<Component> children = new List<Component> { };
    public Composite(string name) : base(name)
    { }

    public override void Add(Component c)
    {
        children.Add(c);
    }
    public override void Remove(Component c)
    {
        children.Remove(c);
    }
    public override void Display(int depth)
    {
        Console.WriteLine(new string('-', depth) + name);
        foreach (Component component in children)
        {
            component.Display(depth + 2);
        }
    }
}

客戶端使用像下面這樣

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"));
root.Display(1);

image

或者像公司體系結(jié)構(gòu)這種當(dāng)需求中體現(xiàn)部分整體層次結(jié)構(gòu)，以及你希望用戶可以忽略組合對(duì)象與單個(gè)對(duì)象的不同，統(tǒng)一地使用組合結(jié)構(gòu)中的所有對(duì)象時(shí)，考慮使用組合模式。上面例子中客戶端無需關(guān)心處理一個(gè)葉節(jié)點(diǎn)還是枝節(jié)點(diǎn)組合組件，都用統(tǒng)一方式訪問。

5、Flyweight 享元

享元模式主要用于減少對(duì)象的數(shù)量，以減少內(nèi)存占用和提供性能。享元模式嘗試重用現(xiàn)有的同類對(duì)象，如果未找到匹配的對(duì)象，則創(chuàng)建新對(duì)象。像棋盤中的棋子，不可能創(chuàng)建一整個(gè)所有的棋子對(duì)象。所以它主要解決當(dāng)需要大量的對(duì)象，有可能對(duì)內(nèi)存造成溢出，我們可以把共同的部分抽象出來，這樣如果有相同的業(yè)務(wù)請(qǐng)求，直接返回內(nèi)存中已有的對(duì)象，不去重復(fù)創(chuàng)建了。

image

核心就是用一個(gè)字典存儲(chǔ)這些需要重復(fù)使用的對(duì)象。

通過上面結(jié)構(gòu)圖可以看見就是把Flyweight享元類聚合到FlyweightFactory享元工廠中，享元工廠中用一個(gè)Hashtable存儲(chǔ)這些具體的享元類。

class FlyweightFactory
{
    private Hashtable flyweights = new Hashtable();
    public FlyweightFactory()
    {
        flyweights.Add("X", new ConcreateFlyweight);
        flyweights.Add("Y", new ConcreateFlyweight);
    }

    public Flyweight GetFlyweight(string key)
    {
        return (Flyweight)flyweights[key];
    }
}

看上面代碼，估計(jì)大都用過，設(shè)計(jì)模式好多都是這種普普通通，數(shù)據(jù)庫連接池就是使用享元模式。總結(jié)下就是在系統(tǒng)中有大量相似對(duì)象或者需要緩沖池的場(chǎng)景，相似對(duì)象可以分離出內(nèi)部和外部狀態(tài)，內(nèi)部狀態(tài)就是固有的，不變的。外部狀態(tài)可以通過外部調(diào)用傳遞進(jìn)去。

6、Proxy 代理

像代購一樣，我們拜托他人幫我們買某個(gè)東西。代理模式就是用一個(gè)類代表另一個(gè)類的功能。通常在不方便直接訪問原始對(duì)象功能，或者需要對(duì)原始對(duì)象功能增加一些權(quán)限或其他控制時(shí)使用代理模式。

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核心就是增加代理層，讓代理類和真實(shí)類都實(shí)現(xiàn)相同的接口（或抽象類），然后把真實(shí)類關(guān)聯(lián)到代理類中。

上述結(jié)構(gòu)圖中的核心代碼如下

class Proxy : Subject
{
    RealSubject realSubject;
    public override void Request()
    {
        if (realSubject == null)
        {
            realSubject = new RealSubject();
        }
        realSubject.Request();
    }
}

代理模式其實(shí)就是在訪問對(duì)象時(shí)引入一定程度的間接性，因此可以附加多種用途。

7、Facade外觀

外觀模式隱藏系統(tǒng)的復(fù)雜性，向客戶端提供一個(gè)高層訪問系統(tǒng)接口。這樣降低訪問復(fù)雜系統(tǒng)的內(nèi)部子系統(tǒng)時(shí)的復(fù)雜度，簡化客戶端交互，就像公司前臺(tái)。

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核心就是將復(fù)雜系統(tǒng)里的類關(guān)聯(lián)到外觀類上。上面結(jié)構(gòu)圖就很清晰，通過外觀類方法調(diào)用各個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)類。

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這種方式對(duì)老系統(tǒng)尤其有用，新增功能需要用到舊類，如果怕改壞了，就可以簡單實(shí)用外觀封裝。還有就是設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)典的三層架構(gòu)也是外觀的體現(xiàn)。

行為型

行為型設(shè)計(jì)模式關(guān)注對(duì)象和行為的分離。行為型比較多，因?yàn)槌绦蜻壿嫸夹枰袨閬碛|發(fā)。

1、Interpreter 解釋器

解釋器模式，給定一個(gè)語言，定義它的文法的一種表示，并定義一個(gè)解釋器，這個(gè)解釋器使用該表示來解釋語言中的句子。有點(diǎn)拗口，簡單理解就是對(duì)于一些固定文法構(gòu)建一個(gè)解釋句子的解釋器。像正則表達(dá)式就是這樣，查詢匹配字符問題發(fā)生的頻率很高，就把該問題各個(gè)實(shí)例表述為一個(gè)簡單語言中的句子，解釋句子來解決問題。比例諜戰(zhàn)片中的加密電報(bào)，構(gòu)建一個(gè)解釋器對(duì)每個(gè)文法解析。

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核心就是構(gòu)建語法數(shù)，定義終結(jié)符與非終結(jié)符。實(shí)際利用的場(chǎng)景還是比較少的，而且文法太復(fù)雜也很難維護(hù)。
實(shí)際客戶端調(diào)用時(shí)像下面這樣遍歷解釋器文法

Context context = new Context();
List<AbstractExpression> list = new ArrayList<>();

list.Add(new TerminalExpression());
list.Add(new NonterminalExpression());
list.Add(new TerminalExpression());
list.Add(new TerminalExpression());
foreach (AbstractExpression abstractExpression in list)
{
    abstractExpression.Interpret(context);
}

2、Template Method 模板方法

在模板方法中，一個(gè)抽象類公開定義一個(gè)算法的執(zhí)行方式模板，而將一些步驟延遲到子類中，子類可以按需要重寫方法實(shí)現(xiàn)，但調(diào)用統(tǒng)一使用抽象類中定義的方式調(diào)用。

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上面結(jié)構(gòu)圖中AbstractClass就是一個(gè)抽象類（抽象模板），定義并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)模板方法。像下面這樣

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看見核心就是將通用方法封裝在超類中，所以在當(dāng)子類方法中有一些不變的和可變的行為，可以將不變的行為通過模板方法搬到父類，這樣子類就不需要重復(fù)這些不變的部分。是不是很簡單，設(shè)計(jì)模式就是對(duì)面向?qū)ο缶幊?，封裝繼承多態(tài)的靈活使用。

3、Chain of Responsibility 責(zé)任鏈

像公司內(nèi)的請(qǐng)假流程，如果請(qǐng)很長時(shí)間，可能先有部門經(jīng)理審批，部門經(jīng)理說時(shí)間太長了，需要問下總經(jīng)理。為請(qǐng)求創(chuàng)建了一個(gè)接受者對(duì)象的鏈，讓請(qǐng)求者和接收者解耦。這種模式中，通常每個(gè)接收者都包含對(duì)另一個(gè)接收者的引用，這樣如果這個(gè)接收者對(duì)象不能處理該請(qǐng)求就傳遞給下一個(gè)接收者。

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上述結(jié)構(gòu)圖中首先定義一個(gè)Handler處理請(qǐng)求抽象類，里面設(shè)置了下一個(gè)接收者和處理請(qǐng)求的抽象方法。然后再ConcreateHandler子類中實(shí)現(xiàn)具體的請(qǐng)求處理，如果處理不了，就轉(zhuǎn)發(fā)給下一個(gè)接收者。

abstract class Handler
{
    protected Handler successor;
    public void SetSuccessor(Handler successor)
    {
        this.successor = successor;
    }
    public abstract void HandleRequest(int request);
}

class ConcreateHandler1 : Handler
{
    public override void HandleRequest(int request)
    {
        if (request >= 0 && request < 10)
        {
            Console.WriteLine($"{this.GetType().Name}處理請(qǐng)求 {request}");
        }
        else if (successor != null)
        {
            successor.HandleRequest(request);
        }
    }
}

核心就是攔截類都實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一接口。Handler里聚合它自己，在HandlerRequest里判斷是否能處理，如果不能就向下傳遞，要向誰傳遞就Set進(jìn)去。所以這種方式是不確定哪個(gè)接收者會(huì)處理請(qǐng)求，通常在攔截器中使用，需要對(duì)消息的處理過濾很多道時(shí)。像擊鼓傳花。

4、Command 命令

服務(wù)員，再炒個(gè)方便面，10個(gè)腰子，服務(wù)員就記下來交給炒菜師傅和烤串師傅，這就是命令模式。請(qǐng)求以命名的形式包裹在對(duì)象中，并傳給調(diào)用對(duì)象。調(diào)用對(duì)象尋找可以處理該命名的合適的對(duì)象，并把該命名傳給相應(yīng)的對(duì)象執(zhí)行命名。并且支持可撤銷操作，如果腰子很久沒上來，可以通知服務(wù)員不要了。

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核心就是定義三個(gè)角色：1、received真正的命令執(zhí)行對(duì)象2、Command3、invoker使用命令對(duì)象的入口。最最終實(shí)現(xiàn)Invoker對(duì)象通過調(diào)用ExecuteCommand方法來調(diào)用具體命令Command的Excute方法，Excute方法里調(diào)用實(shí)際Received接收者動(dòng)作。

abstract class Command
{
    protected Receiver receiver;
    public Command(Receiver receiver)
    {
        this.receiver = receiver;
    }
    abstract public void Execute();
}

class ConcreteCommand : Command
{
    public ConcreteCommand(Receiver receiver) : base(receiver)
    { }
    public override void Execute()
    {
        receiver.Action();
    }
}

class Invoker
{
    private Command command;
    public void SetCommand(Command command)
    {
        this.command = command;
    }
    public void ExecuteCommand()
    {
        command.Execute();
    }
}
class Receiver
{
    public void Action()
    {
        Console.WriteLine("執(zhí)行請(qǐng)求！");
    }
}

調(diào)用時(shí)像下面這樣

Receiver r = new Receiver();
Command c = new ConcreteCommand(r);
Invoker i = new Invoker();
i.SetCommand(c);
i.ExecuteCommand();

命令模式可以比較容易設(shè)計(jì)成命令隊(duì)列，方便記錄日志，支持撤銷重做

5、Iterator 迭代器

迭代器提供一種方法順序訪問一個(gè)聚合對(duì)象中各個(gè)元素，而又不暴露該對(duì)象的內(nèi)部表示。就是把元素之間的遍歷游走的責(zé)任交給迭代器，而不是集合對(duì)象本身，分離了集合對(duì)象的遍歷行為，這樣不暴露集合內(nèi)部結(jié)構(gòu)，又可讓外部訪問集合內(nèi)部數(shù)據(jù)。

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核心就是定義一個(gè)有Next，CurrentItem等方法的Iterator迭代接口，然后在子類具體迭代器ConcreateIterator類（可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)迭代方式）中定義一個(gè)具體的聚集對(duì)象，然后遍歷迭代器的Next方法遍歷聚集對(duì)象內(nèi)部數(shù)據(jù)。

在dotNET框架中已經(jīng)準(zhǔn)備好了相關(guān)接口，只需要去實(shí)現(xiàn)去就好。
IEumerator支持對(duì)非泛型集合的簡單迭代接口，就和上面Iterator一樣

public interface IEnumerator
{
    object? Current { get; }
    bool MoveNext();
    void Reset();
}

常用的foeach遍歷，編譯器也是轉(zhuǎn)化為了IEnumerator遍歷。因?yàn)樘Ｓ?，高?jí)語言都進(jìn)行了封裝，自己也就不常用了。

6、Mediator 中介者

中介者模式用一個(gè)中介對(duì)象來封裝一系列的對(duì)象交互。中介者使各對(duì)象不需要顯示地相互引用，從而使其耦合松散，而且可以獨(dú)立地改變它們之間的交互。就是提供一個(gè)中介類，處理不同類之間的通信。

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面向抽象編程要求我們類應(yīng)該依賴于抽象

核心就是定義中介者關(guān)聯(lián)不同的需要通信的類，通信類內(nèi)部也需要關(guān)聯(lián)具體中介者。通信類發(fā)送信息時(shí)實(shí)際已經(jīng)通過中介者來轉(zhuǎn)發(fā)。

我們看下核心的具體中介者和通信者以及客戶端調(diào)用實(shí)例

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中介者模式將原來網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)變成星狀結(jié)構(gòu)，所以中介者可能會(huì)很龐大。一般應(yīng)用在一組對(duì)象已定義良好但是復(fù)雜的方式進(jìn)行通信的場(chǎng)合。

7、Memento備忘錄

備忘錄模式保存一個(gè)對(duì)象的某個(gè)狀態(tài)，以便在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候恢復(fù)對(duì)象。很多時(shí)候我們需要記錄一個(gè)對(duì)象的內(nèi)部狀態(tài)，這樣可以讓用戶去恢復(fù)。像玩魔塔游戲存進(jìn)度一樣。

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結(jié)構(gòu)圖中Originator發(fā)起人負(fù)責(zé)創(chuàng)建一個(gè)備忘錄，保存?zhèn)渫浀膬?nèi)部數(shù)據(jù)。Memento備忘錄包含要備份的數(shù)據(jù)，Caretaker管理者得到或設(shè)置備忘錄。

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如果保存全部信息，我們可以使用Clone實(shí)現(xiàn)，但如果只保存部分信息，就應(yīng)該有一個(gè)獨(dú)立的Memento備忘錄類。

8、Observer 觀察者

觀察者模式也叫發(fā)布訂閱模式，定義了一種一對(duì)多的依賴關(guān)系，讓多個(gè)觀察者對(duì)象同時(shí)監(jiān)聽某一個(gè)主題對(duì)象。這個(gè)主題對(duì)象在狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，會(huì)通知所有觀察者對(duì)象，是它們能夠主動(dòng)更新自己。這也是很常用的，像委托事件就是這種模式

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核心是將所有通知者抽象類中用一個(gè)集合放所有觀察者們。當(dāng)通知者ConcreateSubject發(fā)起Notify通知時(shí)，逐個(gè)調(diào)用集合中觀察者進(jìn)行Update更新。

abstract class Subject
{
    private IList<Observer> observers = new List<Observer>();
    // 增加觀察者
    public void Attach(Observer observer)
    {
        observers.Add(observer);
    }
    // 移除觀察者
    public void Detach(Observer observer)
    {
        observers.Remove(observer);
    }
    // 通知
    public void Notify()
    {
        foreach (Observer o in observers)
        {
            o.Update();
        }
    }
}

當(dāng)一個(gè)對(duì)象的改變需要通知其他對(duì)象時(shí)使用，一般這種通知可能通過異步來處理。

9、State 狀態(tài)

在狀態(tài)模式中，類的行為時(shí)基于它的狀態(tài)改變的。就是當(dāng)一個(gè)對(duì)象的內(nèi)部狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)改變它的行為。主要解決當(dāng)控制一個(gè)對(duì)象狀態(tài)轉(zhuǎn)換的條件表達(dá)式過于復(fù)雜時(shí)，把判斷的邏輯遷移到表示不同狀態(tài)的一系列類中，達(dá)到給功能類瘦身的目的。

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上面結(jié)構(gòu)圖中將狀態(tài)單獨(dú)從Context功能類中抽出來，先有一個(gè)抽象的狀態(tài)類，然后具體不同的狀態(tài)可以繼承實(shí)現(xiàn)不同狀態(tài)的Handle處理行為，最后把抽象狀態(tài)聚合放到Context中去，最終調(diào)用Context的Request會(huì)根據(jù)不同的狀態(tài)觸發(fā)不同的Handle行為。

看下核心的代碼。也可以在每一個(gè)狀態(tài)子類Handle行為中設(shè)置Context的下一個(gè)狀態(tài)，下次調(diào)用Request就觸發(fā)相應(yīng)的狀態(tài)行為。

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核心就是將狀態(tài)和行為放入一個(gè)對(duì)象中。這么多種設(shè)計(jì)模式都有很多相像的地方，反正就是面向?qū)ο?，分分合合，像前后端一樣，各有?yōu)劣。這里就和命令模式處理的問題很像，都可以用作if分支語句的代替。通過狀態(tài)模式可以很容易的增加新的狀態(tài)，把狀態(tài)行為封裝起來，減輕了功能類。

10、Strategy 策略

策略模式定義一個(gè)類的行為算法可以在運(yùn)行時(shí)更改， 把這些算法一個(gè)個(gè)封裝起來，并使它們可以相互替換。

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和前面狀態(tài)模式結(jié)構(gòu)圖無差別，就是用策略代替了狀態(tài)，描述不同的問題，解決方法一樣。硬要找個(gè)不同，大概就是在Context中，狀態(tài)模式調(diào)用時(shí)會(huì)傳遞本身引用到各個(gè)子狀態(tài)的以實(shí)現(xiàn)狀態(tài)的改變，策略模式中不需要傳遞，只在初始化時(shí)指定策略。

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核心和前面一樣，不同策略實(shí)現(xiàn)同一個(gè)接口，聚合到Context類中。也是為了避免多重判斷，擴(kuò)展性好，可以隨意切換新增算法。像商場(chǎng)里的打折促銷滿減不同活動(dòng)，可能會(huì)有人想到，不同策略的選擇還是需要判斷語句，可以結(jié)合簡單工廠進(jìn)一步處理。追求極致那就反射嘍。反射反射，程序員的快樂。

11、Visitor 訪問者

訪問者模式應(yīng)該是這里面最復(fù)雜的，大多數(shù)時(shí)候你并不需要使用它。因?yàn)樵L問者模式表示作用于某對(duì)象結(jié)構(gòu)中各元素的操作，它使你在不改變?cè)氐念惖那疤嵯露x新操作，而對(duì)象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是在不變的情況下。

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不要怕這個(gè)結(jié)構(gòu)圖，一共就兩個(gè)部分，首先提供訪問者Visitor類，它的子類就是具體的對(duì)元素的操作算法，然后ObjectStructure就是元素集合類，里面遍歷每個(gè)元素執(zhí)行元素相對(duì)應(yīng)的算法。所以關(guān)鍵就在下面部分Element類中將Visitor作為輸入?yún)?shù)。

核心就是在被訪問者的類中加一個(gè)對(duì)外提供接待訪問者的接口，也就是在數(shù)據(jù)元素類中有一個(gè)方法接收訪問者，將自身引用傳入訪問者，像下面示例這樣

class ConcreateElementA : Element
{
    public override void Accept(Visitor visitor)
    {
        visitor.VisitorConcreateElementA(this);
    }
}

class ObjectStructure
{
    private List<Element> elements = new List<Element>();
    public void Attach(Element element)
    {
        elements.Add(element);
    }
    public void Detach(Element element)
    {
        elements.Remove(element);
    }
    public void Accept(Visitor visitor)
    {
        foreach (Element e in elements)
        {
            e.Accept(visitor);
        }
    }
}

在對(duì)象結(jié)構(gòu)很少變動(dòng)，需要在此對(duì)象結(jié)構(gòu)上定義新的操作或者本身它就有很多不相關(guān)的操作時(shí)可以考慮使用此模式。

謝謝

設(shè)計(jì)模式可能對(duì)于小白來說高大上，其實(shí)你實(shí)際也經(jīng)常會(huì)使用到，只是不知道那就是設(shè)計(jì)模式，“優(yōu)秀”總是那么相似。

不用刻意去追求設(shè)計(jì)模式，一個(gè)問題也可能有很多解決方案，往良好的設(shè)計(jì)去優(yōu)化。自己用的多了，就知道什么場(chǎng)景使用什么設(shè)計(jì)，最終會(huì)與大神不謀而合的。

主要參考程杰的《大話設(shè)計(jì)模式》

拜了拜