C#设计模式详解：从基础到高级应用

本文档详细介绍了22种C#设计模式，包括它们的概念、结构、应用场景以及优缺点。设计模式是解决软件设计中常见问题的通用解决方案，是经验丰富的开发人员在实践中总结出来的最佳实践。 首先，文档回顾了C#面向对象编程的基础，如类、继承、封装等，为理解设计模式提供了基础。接着，引入了“开放－封闭”原则（OCP）、里氏代换原则（LSP）、依赖倒置原则（DIP）、接口隔离原则（ISP）、合成/聚合复用原则（CARP）和迪米特法则（LoD），这些都是设计模式遵循的核心原则。 在具体的设计模式中，文档涵盖了： 1. **简单工厂模式**（Simple Factory Pattern）：用于创建对象，简化客户端代码，但可能限制了扩展性。 2. **工厂方法模式**（Factory Method Pattern）：允许子类决定实例化哪种产品类，提供了一种用多态方式创建对象的方法。 3. **抽象工厂模式**（Abstract Factory Pattern）：提供创建一系列相关或相互依赖对象的接口，无需指定它们的具体类。 4. **单例模式**（Singleton Pattern）：保证一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点，常用于控制资源的共享。 5. **建造者模式**（Builder Pattern）：将复杂对象的构建与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。 6. **原型模式**（Prototype Pattern）：通过复制已有对象创建新对象，减少了类的实例化次数，提高了性能。 7. **适配器模式**（Adapter Pattern）：将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口，使得原本由于接口不兼容而不能一起工作的类可以协同工作。 8. **合成模式**（Composite Pattern）：将对象组合成树形结构以表示“部分-整体”的层次结构，使用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性。 9. **装饰模式**（Decorator Pattern）：动态地给一个对象添加一些额外的职责，提供了比继承更灵活的扩展对象功能的方式。 10. **代理模式**（Proxy Pattern）：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问，增加了额外的功能或保护对象。 11. **享元模式**（Flyweight Pattern）：运用共享技术有效地支持大量细粒度的对象，减少内存占用。 12. **门面模式**（Facade Pattern）：为子系统提供一个一致的界面，降低了系统的复杂度。 13. **桥接模式**（Bridge Pattern）：将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立变化。 14. **职责链模式**（Chain of Responsibility Pattern）：避免请求的发送者和接收者之间的耦合，将多个处理者链接在一起，一个请求沿着处理者链传递，直到被处理。 15. **命令模式**（Command Pattern）：将请求封装为一个对象，以便使用不同的请求、队列请求、或者支持撤销操作。 16. **观察者模式**（Observer Pattern）：定义了对象之间的一对多依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。 17. **访问者模式**（Visitor Pattern）：在不改变集合元素的情况下，为集合中的元素增加新的操作。 18. **模板方法模式**（Template Method Pattern）：定义一个操作中的算法骨架，而将一些步骤延迟到子类中，使得子类可以不改变一个算法的结构即可重定义该算法的某些特定步骤。 19. **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，让算法的变化独立于使用算法的客户。 20. **观察者模式**（Observer Pattern）：定义了对象之间的一对多依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都会得到通知并自动更新。 21. **访问者模式**（Visitor Pattern）：在不改变集合元素的情况下，为集合中的元素增加新的操作。 这些设计模式都是为了提高代码的可读性、可维护性和可扩展性，帮助开发者编写出更加优雅、灵活的代码，适用于各种复杂的软件开发场景。