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设计模式是在软件开发中经常使用的最佳实践，用于解决在软件设计中经常遇到的问题。它们提供了可重用的设计，使得代码更加灵活、可维护和可扩展。下面我将为你讲解几种常见的设计模式，并提供相应的C#代码示例。
1. 单例模式（Singleton Pattern）
确保一个类仅有一个实例，并提供一个全局访问点。
public class Singleton
{
private static Singleton _instance;
private static readonly object _lock = new object();
private Singleton() { } // 私有构造函数，防止外部直接实例化
public static Singleton Instance
{
get
{
lock (_lock)
{
if (_instance == null)
{
_instance = new Singleton();
}
}
return _instance;
}
}
}
2. 工厂模式（Factory Pattern）
用于创建对象，隐藏了实例化对象的具体逻辑。
public interface IProduct
{
void Use();
}
public class ConcreteProductA : IProduct
{
public void Use()
{
Console.WriteLine("Using product A");
}
}
public class ConcreteProductB : IProduct
{
public void Use()
{
Console.WriteLine("Using product B");
}
}
public class ProductFactory
{
public IProduct CreateProduct(string type)
{
if (type == "A")
{
return new ConcreteProductA();
}
else if (type == "B")
{
return new ConcreteProductB();
}
else
{
throw new ArgumentException("Invalid product type");
}
}
}
3. 观察者模式（Observer Pattern）
定义对象之间的一对多依赖关系，当一个对象改变状态时，它的所有依赖者都会收到通知并自动更新。
public interface IObserver
{
void Update(string message);
}
public class ConcreteObserver : IObserver
{
public void Update(string message)
{
Console.WriteLine($"Observer received: {message}");
}
}
public class Subject
{
private List<IObserver> _observers = new List<IObserver>();
private string _state;
public void Attach(IObserver observer)
{
_observers.Add(observer);
}
public void Detach(IObserver observer)
{
_observers.Remove(observer);
}
public void Notify()
{
foreach (var observer in _observers)
{
observer.Update(_state);
}
}
public void SetState(string state)
{
_state = state;
Notify();
}
}
4. 策略模式（Strategy Pattern）
定义一系列的算法，并将每一个算法封装起来，使它们可以互相替换。策略模式使得算法可以独立于使用它的客户变化。
public interface ISortingStrategy
{
void Sort(List<int> numbers);
}
public class BubbleSortStrategy : ISortingStrategy
{
public void Sort(List<int> numbers)
{
// Bubble sort implementation
}
}
public class QuickSortStrategy : ISortingStrategy
{
public void Sort(List<int> numbers)
{
// Quick sort implementation
}
}
public class Context
{
private ISortingStrategy _sortingStrategy;
public Context(ISortingStrategy sortingStrategy)
{
_sortingStrategy = sortingStrategy;
}
public void SetSortingStrategy(ISortingStrategy sortingStrategy)
{
_sortingStrategy = sortingStrategy;
}
public void SortNumbers(List<int> numbers)
{
_sortingStrategy.Sort(numbers);
}
}
这些只是设计模式中的一小部分，每种设计模式都有其特定的应用场景和优势。通过学习和实践这些设计模式，你可以更好地解决软件开发中遇到的各种问题，提高代码的质量和可维护性。