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C#基础系列——委托和设计模式（二）
此篇简单抽取了几个设计模式分别按照多态和委托的方式去实现，当然这里的重点并不是讲设计模式，而是为了使读者更好地理解委托。所以设计模式的很多细节，本篇可能会略过。
一、简单工厂模式：本篇就借助计算器的例子加以说明。
1、多态实现简单工厂模式。
class Program2
{
static void Main(string[] args)
{
//1.使用多态实现简单工厂模式
int x = 8, y = 2;
var iRes1 = GetObject("+").Compute(x, y);
var iRes2 = GetObject("-").Compute(x, y);
var iRes3 = GetObject("*").Compute(x, y);
var iRes4 = GetObject("/").Compute(x, y);
Console.WriteLine(iRes1);
Console.WriteLine(iRes2);
Console.WriteLine(iRes3);
Console.WriteLine(iRes4);
Console.ReadKey();
}
static Calculator GetObject(string type)
{
Calculator oRes = null;
switch (type)
{
case "+":
oRes = new Add();
break;
case "-":
oRes = new Subtract();
break;
case "*":
oRes = new Multiply();
break;
case "/":
oRes = new Divide();
break;
}
return oRes;
}
}
public class Calculator
{
public virtual int Compute(int x, int y)
{
return 0;
}
}
public class Add : Calculator
{
public override int Compute(int x, int y)
{
return x + y;
}
}
public class Subtract : Calculator
{
public override int Compute(int x, int y)
{
return x - y;
}
}
public class Multiply : Calculator
{
public override int Compute(int x, int y)
{
return x * y;
}
}
public class Divide : Calculator
{
public override int Compute(int x, int y)
{
if (y == 0)
{
return 0;
}
return x / y;
}
}
代码应该很容易看懂，直接通过方法的重写去实现，在此就不过多讲解。
2、委托方式实现简单工厂模式。
class Program2
{
static void Main(string[] args)
{
#region 2.委托实现简单工厂模式
int x = 8, y = 2;
var oCalculator = new Calculator();
var iRes1 = oCalculator.Compute(x, y, oCalculator.Add);//将方法作为参数传下去
var iRes2 = oCalculator.Compute(x, y, oCalculator.Subtract);
var iRes3 = oCalculator.Compute(x, y, oCalculator.Multiply);
var iRes4 = oCalculator.Compute(x, y, oCalculator.Divide);
Console.WriteLine(iRes1);
Console.WriteLine(iRes2);
Console.WriteLine(iRes3);
Console.WriteLine(iRes4);
#endregion
Console.ReadKey();
}
}
public delegate int DelegateCalculator(int x, int y);
public class Calculator
{
//将方法的实例传递进来，在Compute方法里面执行
public int Compute(int x, int y, DelegateCalculator calculator)
{
return calculator(x, y);
}
public int Add(int x, int y)
{
return x + y;
}
public int Subtract(int x, int y)
{
return x - y;
}
public int Multiply(int x, int y)
{
return x * y;
}
public int Divide(int x, int y)
{
if (y == 0)
{
return 0;
}
return x / y;
}
}
这里需要定义四个实现方法Add、Subtract、Multiply、Divide，而不用在意这四个方法在哪个类下面，只要这四个方法的的参数和返回值和委托的定义保持一致即可。这也验证了上面说的 “站在方法的层面，委托实例的一个非常有用的特性是它既不知道，也不关心其封装方法所属类的详细信息，对它来说最重要的是这些方法与该委托的参数和返回值的兼容性” 。两种方式得到的结果是相同的：
二、观察者模式：观察者模式最典型的场景就是订阅者和订阅号的场景
1、纯多态方式实现观察者模式：这种代码园子里面非常多。
class Program3
{
static void Main(string[] args)
{
// 具体主题角色通常用具体自来来实现
ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();
subject.Attach(new ConcreteObserver(subject, "Observer A"));
subject.Attach(new ConcreteObserver(subject, "Observer B"));
subject.Attach(new ConcreteObserver(subject, "Observer C"));
subject.SubjectState = "Ready";
subject.Notify();
Console.Read();
}
}
//抽象主题类
public abstract class Subject
{
private IList<Observer> observers = new List<Observer>();
/// <summary>
/// 增加观察者
/// </summary>
/// <param name="observer"></param>
public void Attach(Observer observer)
{
observers.Add(observer);
}
/// <summary>
/// 移除观察者
/// </summary>
/// <param name="observer"></param>
public void Detach(Observer observer)
{
observers.Remove(observer);
}
/// <summary>
/// 向观察者（们）发出通知
/// </summary>
public void Notify()
{
foreach (Observer o in observers)
{
o.Update();
}
}
}
//具体主题类
public class ConcreteSubject : Subject
{
private string subjectState;
/// <summary>
/// 具体观察者的状态
/// </summary>
public string SubjectState
{
get { return subjectState; }
set { subjectState = value; }
}
}
//抽象观察者类
public abstract class Observer
{
public abstract void Update();
}
//具体观察者
public class ConcreteObserver : Observer
{
private string observerState;
private string name;
private ConcreteSubject subject;
/// <summary>
/// 具体观察者用一个具体主题来实现
/// </summary>
public ConcreteSubject Subject
{
get { return subject; }
set { subject = value; }
}
public ConcreteObserver(ConcreteSubject subject, string name)
{
this.subject = subject;
this.name = name;
}
/// <summary>
/// 实现抽象观察者中的更新操作
/// </summary>
public override void Update()
{
observerState = subject.SubjectState;
Console.WriteLine("The observer‘s state of {0} is {1}", name, observerState);
}
}
可以看到虽然已经很好的实现了观察者Observer 和主题Subject之间的分离。但是Subject的内部还是有对观察者的调用：
public void Notify()
{
foreach (Observer o in observers)
{
o.Update();
}
}
2、多态和委托实现观察者模式。
class Program3
{
static void Main(string[] args)
{
// 具体主题角色通常用具体自来来实现
ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();
//传入的只是观察者的通过方法。
subject.Attach(new ConcreteObserver(subject, "Observer A").Update);
subject.Attach(new ConcreteObserver(subject, "Observer B").Update);
subject.Attach(new ConcreteObserver(subject, "Observer C").Update);
subject.SubjectState = "Ready";
subject.Notify();
Console.Read();
}
}
public delegate void ObserverDelegate();
//抽象主题类
public abstract class Subject
{
public ObserverDelegate observedelegate;
/// <summary>
/// 增加观察者
/// </summary>
/// <param name="observer"></param>
public void Attach(ObserverDelegate observer)
{
observedelegate += observer;
}
/// <summary>
/// 移除观察者
/// </summary>
/// <param name="observer"></param>
public void Detach(ObserverDelegate observer)
{
observedelegate -= observer;
}
/// <summary>
/// 向观察者（们）发出通知
/// </summary>
public void Notify()
{
if (observedelegate != null)
{
observedelegate();
}
}
}
//具体主题类
public class ConcreteSubject : Subject
{
private string subjectState;
/// <summary>
/// 具体观察者的状态
/// </summary>
public string SubjectState
{
get { return subjectState; }
set { subjectState = value; }
}
}
//具体观察者
public class ConcreteObserver
{
private string observerState;
private string name;
private ConcreteSubject subject;
/// <summary>
/// 具体观察者用一个具体主题来实现
/// </summary>
public ConcreteSubject Subject
{
get { return subject; }
set { subject = value; }
}
public ConcreteObserver(ConcreteSubject subject, string name)
{
this.subject = subject;
this.name = name;
}
/// <summary>
/// 实现抽象观察者中的更新操作
/// </summary>
public void Update()
{
observerState = subject.SubjectState;
Console.WriteLine("The observer‘s state of {0} is {1}", name, observerState);
}
}
得到结果：
这样设计的优势：
（1）将通知的方法Update通过委托的形式传入主题对象。这样主题对象Subject就完全和观察者隔离。更好地实现了低耦合。
（2）减少了观察者抽象类的定义。使整个设计更加精简。
（3）如果将设计更进一步，观察者这边自定义delegate void ObserverDelegate()这种类型的方法。比如需要执行Update()方法之后还要记录一个日志的操作。如：
//具体观察者
public class ConcreteObserver
{
private string observerState;
private string name;
private ConcreteSubject subject;
/// <summary>
/// 具体观察者用一个具体主题来实现
/// </summary>
public ConcreteSubject Subject
{
get { return subject; }
set { subject = value; }
}
public ConcreteObserver(ConcreteSubject subject, string name)
{
this.subject = subject;
this.name = name;
}
/// <summary>
/// 实现抽象观察者中的更新操作
/// </summary>
public void Update()
{
observerState = subject.SubjectState;
Console.WriteLine("The observer‘s state of {0} is {1}", name, observerState);
}
public void Log()
{
Console.WriteLine("Log:Update方法执行完成");
}
}
那么在客户端调用时只需要将Log方法以委托的形式传入即可：
static void Main(string[] args)
{
// 具体主题角色通常用具体自来来实现
ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();
//传入的只是观察者的通过方法。
var obj = new ConcreteObserver(subject, "Observer A");
subject.Attach(obj.Update);
subject.Attach(obj.Log);
subject.SubjectState = "Ready";
subject.Notify();
Console.Read();
}
是不是显得更灵活一点。如果是纯多态的方式，由于Subject里面指定了调用Update()方法，所以当需要增加Log方法的时候代码的改变量要大。
三、模板方法模式，这里就以设备采集为例来进行说明：
1、多态实现模板方法模式：
class Program4
{
static void Main(string[] args)
{
var oTem1 = new DeviceMML();
oTem1.Spider();
Console.WriteLine("");
var oTem2 = new DeviceTL2();
oTem2.Spider();
Console.ReadKey();
}
}
public abstract class TempleteDevice
{
// 模板方法，不要把模版方法定义为Virtual或abstract方法，避免被子类重写，防止更改流程的执行顺序
public void Spider()
{
Console.WriteLine("设备采集开始");
this.Login();
this.Validation();
this.SpiderByType1();
this.SpiderByType2();
this.LoginOut();
Console.WriteLine("设备采集结束");
}
// 登陆
public void Login()
{
Console.WriteLine("登陆");
}
// 验证
public void Validation()
{
Console.WriteLine("验证");
}
// 采集
public abstract void SpiderByType1();
public abstract void SpiderByType2();
// 注销
public void LoginOut()
{
Console.WriteLine("注销");
}
}
//MML类型的设备的采集
public class DeviceMML : TempleteDevice
{
public override void SpiderByType1()
{
Console.WriteLine("MML类型设备开始采集1");
//.......
}
public override void SpiderByType2()
{
Console.WriteLine("MML类型设备开始采集2");
}
}
//TL2类型设备的采集
public class DeviceTL2 : TempleteDevice
{
public override void SpiderByType1()
{
Console.WriteLine("TL2类型设备开始采集1");
//.......
}
public override void SpiderByType2()
{
Console.WriteLine("TL2类型设备开始采集2");
}
}
父类里面的非abstract方法都是模板方法，也就是子类公用并且不可以重写的方法。SpiderType1和SpiderType2是需要子类重写的方法。模板方法模式在抽象类中定义了算法的实现步骤，将这些步骤的实现延迟到具体子类中去实现，从而使所有子类复用了父类的代码，所以模板方法模式是基于继承的一种实现代码复用的技术。
2、使用委托改写后：
class Program4
{
static void Main(string[] args)
{
var oTem1 = new TempleteDevice(DeviceMML.SpiderByType1, DeviceMML.SpiderByType2);
oTem1.Spider();
Console.WriteLine("");
var oTem2 = new TempleteDevice(DeviceTL2.SpiderByType1, DeviceTL2.SpiderByType2);
oTem2.Spider();
Console.ReadLine();
}
}
public delegate void DeviceDelegate();
public class TempleteDevice
{
public DeviceDelegate oDelegate;
public TempleteDevice(params DeviceDelegate[] lstFunc)
{
foreach (var oFunc in lstFunc)
{
oDelegate += oFunc;
}
}
// 模板方法，不要把模版方法定义为Virtual或abstract方法，避免被子类重写，防止更改流程的执行顺序
public void Spider()
{
Console.WriteLine("设备采集开始");
this.Login();
this.Validation();
if (oDelegate != null)
{
oDelegate();
}
this.LoginOut();
Console.WriteLine("设备采集结束");
}
// 登陆
public void Login()
{
Console.WriteLine("登陆");
}
// 验证
public void Validation()
{
Console.WriteLine("验证");
}
// 注销
public void LoginOut()
{
Console.WriteLine("注销");
}
}
//MML类型的设备的采集
public class DeviceMML
{
public static void SpiderByType1()
{
Console.WriteLine("MML类型设备开始采集1");
//.......
}
public static void SpiderByType2()
{
Console.WriteLine("MML类型设备开始采集2");
}
}
//TL2类型设备的采集
public class DeviceTL2
{
public static void SpiderByType1()
{
Console.WriteLine("TL2类型设备开始采集1");
//.......
}
public static void SpiderByType2()
{
Console.WriteLine("TL2类型设备开始采集2");
}
}
得到结果：
优化模板方法模式的意义：
（1）解除了子类和父类之间的继承关系，更好地实现了对象间的低耦合。
（2）采用委托可以动态实现方法的组合，这种方式更加灵活，子类可以更加灵活的设计不同部分的方法。然后方法的数量通过params来传递，方法的数量没有什么严格的限制。
当然其他设计模式也可以使用委托去优化设计，博主在这里就暂时只分享这三种模式的异同。总的来说，委托不可能代替多态去实现各种模式，但是它和多态联合起来使用可以实现更加灵活的设计。通过这两篇下来，不知道你是否对委托有点感觉了呢，委托这东西，重在实战，就像游泳一样，如果不用那么几次，你永远也不可能学会。以上只是博主个人的理解，可能很多方便没有考虑得那么全面，希望各位园友拍砖斧正~~
C#基础系列——委托和设计模式（二）
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