程序设计中的主要设计模式通常分为三大类,共23种:
1. 创建型模式(Creational Patterns)
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单例模式(Singleton):确保一个类只有一个实例,并提供全局访问点。
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工厂方法模式(Factory Method):定义创建对象的接口,由子类决定实例化哪个类。
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抽象工厂模式(Abstract Factory):提供一个创建一系列相关或依赖对象的接口,而无需指定具体类。
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建造者模式(Builder):将一个复杂对象的构建与其表示分离,使同样的构建过程可以创建不同的表示。
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原型模式(Prototype):通过复制现有对象来创建新对象。
2. 结构型模式(Structural Patterns)
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适配器模式(Adapter):将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口。
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桥接模式(Bridge):将抽象部分与实现部分分离,使它们可以独立变化。
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组合模式(Composite):将对象组合成树形结构以表示"部分-整体"的层次结构。
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装饰器模式(Decorator):动态地给对象添加职责,相比生成子类更为灵活。
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外观模式(Facade):为子系统中的一组接口提供一个统一的接口。
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享元模式(Flyweight):通过共享技术有效地支持大量细粒度对象。
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代理模式(Proxy):为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。
3. 行为型模式(Behavioral Patterns)
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责任链模式(Chain of Responsibility):使多个对象都有机会处理请求,从而避免请求的发送者与接收者耦合。
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命令模式(Command):将请求封装为对象,使你可以用不同的请求对客户进行参数化。
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解释器模式(Interpreter):给定一个语言,定义其文法的一种表示,并定义一个解释器。
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迭代器模式(Iterator):提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素,而又不暴露其内部表示。
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中介者模式(Mediator):定义一个中介对象来封装一系列对象之间的交互。
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备忘录模式(Memento):在不破坏封装性的前提下,捕获一个对象的内部状态,并在该对象之外保存这个状态。
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观察者模式(Observer):定义对象间的一对多依赖关系,当一个对象改变状态时,所有依赖者都会收到通知并自动更新。
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状态模式(State):允许对象在其内部状态改变时改变其行为。
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策略模式(Strategy):定义一系列算法,将它们封装起来,并使它们可以互相替换。
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模板方法模式(Template Method):定义一个操作中的算法骨架,将一些步骤延迟到子类中。
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访问者模式(Visitor):表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作,使你可以在不改变各元素类的前提下定义作用于这些元素的新操作。
4.适配器模式(Adapter Pattern)简介
适配器模式是一种结构型设计模式,它允许不兼容的接口之间进行协作。适配器模式通过将一个类的接口转换成客户端所期望的另一个接口,使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的类可以一起工作。
适配器模式通常用于以下场景:
- 集成第三方库:当你需要使用一个第三方库,但其接口与你的代码不兼容时,可以使用适配器模式来封装第三方库的接口,使其与你的代码兼容。
- 复用旧代码:当你有一些旧的代码,它们与新系统的接口不兼容时,可以使用适配器模式来复用这些旧代码。
- 统一接口:当你希望统一多个类的接口时,可以使用适配器模式来提供一个统一的接口。
适配器模式有两种实现方式:
- 类适配器:通过继承来实现适配器。
- 对象适配器:通过组合来实现适配器。
5.C# 适配器模式演示代码
下面是一个使用对象适配器模式的C#示例代码。
场景描述
假设我们有一个旧的 LegacyPrinter
类,它有一个 PrintDocument
方法,但它的接口与新系统的 IPrinter
接口不兼容。我们需要创建一个适配器 PrinterAdapter
,使得 LegacyPrinter
可以与新系统一起工作。
代码实现
csharp
using System;
// 目标接口:新系统的打印机接口
public interface IPrinter
{
void Print(string document);
}
// 被适配者:旧的打印机类
public class LegacyPrinter
{
public void PrintDocument(string document)
{
Console.WriteLine($"Legacy Printer: {document}");
}
}
// 适配器:将旧的打印机类适配到新系统的打印机接口
public class PrinterAdapter : IPrinter
{
private readonly LegacyPrinter _legacyPrinter;
public PrinterAdapter(LegacyPrinter legacyPrinter)
{
_legacyPrinter = legacyPrinter;
}
public void Print(string document)
{
// 调用旧的打印机类的PrintDocument方法
_legacyPrinter.PrintDocument(document);
}
}
// 客户端代码
public class Client
{
public static void Main(string[] args)
{
// 创建旧的打印机对象
LegacyPrinter legacyPrinter = new LegacyPrinter();
// 创建适配器,将旧的打印机适配到新系统的打印机接口
IPrinter printer = new PrinterAdapter(legacyPrinter);
// 使用新系统的打印机接口打印文档
printer.Print("Sample Document");
}
}
代码说明
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目标接口
IPrinter
:这是新系统的打印机接口,定义了一个Print
方法。 -
被适配者
LegacyPrinter
:这是旧的打印机类,它有一个PrintDocument
方法,与新系统的IPrinter
接口不兼容。 -
适配器
PrinterAdapter
:这个类实现了IPrinter
接口,并在内部持有一个LegacyPrinter
对象。PrinterAdapter
的Print
方法调用了LegacyPrinter
的PrintDocument
方法,从而将旧的打印机接口适配到新系统的打印机接口。 -
客户端代码
Client
:在客户端代码中,我们创建了一个LegacyPrinter
对象,然后通过PrinterAdapter
将其适配到IPrinter
接口。最后,我们使用IPrinter
接口的Print
方法来打印文档。
输出结果
运行上述代码后,输出将会是:
Legacy Printer: Sample Document
6.总结
通过适配器模式,我们成功地将旧的 LegacyPrinter
类适配到了新系统的 IPrinter
接口,使得旧代码可以在新系统中继续使用。适配器模式在不修改现有代码的情况下,实现了接口的兼容性,是一种非常有用的设计模式。