C#基礎(chǔ)系列——委托和設(shè)計(jì)模式（二）
前言：前篇 C#基礎(chǔ)系列——委托實(shí)現(xiàn)簡單設(shè)計(jì)模式 簡單介紹了下委托的定義及簡單用法。這篇打算從設(shè)計(jì)模式的角度去解析下委托的使用。我們知道使用委托可以實(shí)現(xiàn)對象行為（方法）的動(dòng)態(tài)綁定，從而提高設(shè)計(jì)的靈活性。上次說過，方法可以理解為委托的實(shí)例，站在方法的層面，委托實(shí)例的一個(gè)非常有用的特性是它既不知道，也不關(guān)心其封裝方法所屬類的詳細(xì)信息，對它來說最重要的是這些方法與該委托的參數(shù)和返回值的兼容性。即只要方法的返回類型和參數(shù)表是相同的，則方法與委托類型兼容，方法的名稱及方法所屬類等信息委托是不關(guān)心的。有一定編程經(jīng)驗(yàn)的大俠們肯定都接觸過設(shè)計(jì)模式，其實(shí)設(shè)計(jì)模式大多數(shù)都是面向?qū)ο蠖鄳B(tài)特性的體現(xiàn)，通過重寫子類方法去展現(xiàn)不同的設(shè)計(jì)需求，這樣看，既然是方法重寫，那么方法的參數(shù)類型和返回值類型肯定是一致的，這是不是和委托的實(shí)例十分相似，這樣說來，我們通過多態(tài)去實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)模式是否可以用委托的形式去代替。博主覺得，為了更好的理解委托，可以從這方面著手試試。。。
時(shí)間過得真快，轉(zhuǎn)眼C#基礎(chǔ)系列已經(jīng)寫了8篇隨筆了，不管寫的好不好，博主都會(huì)繼續(xù)，做事要有始有終嘛~~前天在園子看到一篇文章目錄的博文，這里將博主的系列文章也列一個(gè)目錄出來，這樣以后找起來也方便。
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此篇簡單抽取了幾個(gè)設(shè)計(jì)模式分別按照多態(tài)和委托的方式去實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然這里的重點(diǎn)并不是講設(shè)計(jì)模式，而是為了使讀者更好地理解委托。所以設(shè)計(jì)模式的很多細(xì)節(jié)，本篇可能會(huì)略過。
一、簡單工廠模式：本篇就借助計(jì)算器的例子加以說明。
1、多態(tài)實(shí)現(xiàn)簡單工廠模式。
class Program2 { static void Main(string[] args) { //1.使用多態(tài)實(shí)現(xiàn)簡單工廠模式 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; } }
代碼應(yīng)該很容易看懂，直接通過方法的重寫去實(shí)現(xiàn)，在此就不過多講解。
2、委托方式實(shí)現(xiàn)簡單工廠模式。
class Program2 { static void Main(string[] args) { #region 2.委托實(shí)現(xiàn)簡單工廠模式 int x = 8, y = 2; var oCalculator = new Calculator(); var iRes1 = oCalculator.Compute(x, y, oCalculator.Add);//將方法作為參數(shù)傳下去 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 {
//將方法的實(shí)例傳遞進(jìn)來，在Compute方法里面執(zhí)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; } }
這里需要定義四個(gè)實(shí)現(xiàn)方法Add、Subtract、Multiply、Divide，而不用在意這四個(gè)方法在哪個(gè)類下面，只要這四個(gè)方法的的參數(shù)和返回值和委托的定義保持一致即可。這也驗(yàn)證了上面說的 “站在方法的層面，委托實(shí)例的一個(gè)非常有用的特性是它既不知道，也不關(guān)心其封裝方法所屬類的詳細(xì)信息，對它來說最重要的是這些方法與該委托的參數(shù)和返回值的兼容性” 。兩種方式得到的結(jié)果是相同的：
二、觀察者模式：觀察者模式最典型的場景就是訂閱者和訂閱號的場景
1、純多態(tài)方式實(shí)現(xiàn)觀察者模式：這種代碼園子里面非常多。
class Program3 { static void Main(string[] args) { // 具體主題角色通常用具體自來來實(shí)現(xiàn) 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(); } } //抽象主題類 public abstract class Subject { private IList<Observer> observers = new List<Observer>(); /// <summary> /// 增加觀察者 /// </summary> /// <param name="observer"></param> public void Attach(Observer observer) { observers.Add(observer); } /// <summary> /// 移除觀察者 /// </summary> /// <param name="observer"></param> public void Detach(Observer observer) { observers.Remove(observer); } /// <summary> /// 向觀察者（們）發(fā)出通知 /// </summary> public void Notify() { foreach (Observer o in observers) { o.Update(); } } } //具體主題類 public class ConcreteSubject : Subject { private string subjectState; /// <summary> /// 具體觀察者的狀態(tài) /// </summary> public string SubjectState { get { return subjectState; } set { subjectState = value; } } } //抽象觀察者類 public abstract class Observer { public abstract void Update(); } //具體觀察者 public class ConcreteObserver : Observer { private string observerState; private string name; private ConcreteSubject subject; /// <summary> /// 具體觀察者用一個(gè)具體主題來實(shí)現(xiàn) /// </summary> public ConcreteSubject Subject { get { return subject; } set { subject = value; } } public ConcreteObserver(ConcreteSubject subject, string name) { this.subject = subject; this.name = name; } /// <summary> /// 實(shí)現(xiàn)抽象觀察者中的更新操作 /// </summary> public override void Update() { observerState = subject.SubjectState; Console.WriteLine("The observer's state of {0} is {1}", name, observerState); } }
可以看到雖然已經(jīng)很好的實(shí)現(xiàn)了觀察者Observer 和主題Subject之間的分離。但是Subject的內(nèi)部還是有對觀察者的調(diào)用：
public void Notify() { foreach (Observer o in observers) { o.Update(); } }
2、多態(tài)和委托實(shí)現(xiàn)觀察者模式。
class Program3 { static void Main(string[] args) { // 具體主題角色通常用具體自來來實(shí)現(xiàn) ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject(); //傳入的只是觀察者的通過方法。 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(); //抽象主題類 public abstract class Subject { public ObserverDelegate observedelegate; /// <summary> /// 增加觀察者 /// </summary> /// <param name="observer"></param> public void Attach(ObserverDelegate observer) { observedelegate += observer; } /// <summary> /// 移除觀察者 /// </summary> /// <param name="observer"></param> public void Detach(ObserverDelegate observer) { observedelegate -= observer; } /// <summary> /// 向觀察者（們）發(fā)出通知 /// </summary> public void Notify() { if (observedelegate != null) { observedelegate(); } } } //具體主題類 public class ConcreteSubject : Subject { private string subjectState; /// <summary> /// 具體觀察者的狀態(tài) /// </summary> public string SubjectState { get { return subjectState; } set { subjectState = value; } } } //具體觀察者 public class ConcreteObserver { private string observerState; private string name; private ConcreteSubject subject; /// <summary> /// 具體觀察者用一個(gè)具體主題來實(shí)現(xiàn) /// </summary> public ConcreteSubject Subject { get { return subject; } set { subject = value; } } public ConcreteObserver(ConcreteSubject subject, string name) { this.subject = subject; this.name = name; } /// <summary> /// 實(shí)現(xiàn)抽象觀察者中的更新操作 /// </summary> public void Update() { observerState = subject.SubjectState; Console.WriteLine("The observer's state of {0} is {1}", name, observerState); } }
得到結(jié)果：
這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)勢：
（1）將通知的方法Update通過委托的形式傳入主題對象。這樣主題對象Subject就完全和觀察者隔離。更好地實(shí)現(xiàn)了低耦合。
（2）減少了觀察者抽象類的定義。使整個(gè)設(shè)計(jì)更加精簡。
（3）如果將設(shè)計(jì)更進(jìn)一步，觀察者這邊自定義delegate void ObserverDelegate()這種類型的方法。比如需要執(zhí)行Update()方法之后還要記錄一個(gè)日志的操作。如：
//具體觀察者 public class ConcreteObserver { private string observerState; private string name; private ConcreteSubject subject; /// <summary> /// 具體觀察者用一個(gè)具體主題來實(shí)現(xiàn) /// </summary> public ConcreteSubject Subject { get { return subject; } set { subject = value; } } public ConcreteObserver(ConcreteSubject subject, string name) { this.subject = subject; this.name = name; } /// <summary> /// 實(shí)現(xiàn)抽象觀察者中的更新操作 /// </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方法執(zhí)行完成"); } }
那么在客戶端調(diào)用時(shí)只需要將Log方法以委托的形式傳入即可：
static void Main(string[] args) { // 具體主題角色通常用具體自來來實(shí)現(xiàn) ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject(); //傳入的只是觀察者的通過方法。 var obj = new ConcreteObserver(subject, "Observer A"); subject.Attach(obj.Update); subject.Attach(obj.Log); subject.SubjectState = "Ready"; subject.Notify(); Console.Read(); }
是不是顯得更靈活一點(diǎn)。如果是純多態(tài)的方式，由于Subject里面指定了調(diào)用Update()方法，所以當(dāng)需要增加Log方法的時(shí)候代碼的改變量要大。
三、模板方法模式，這里就以設(shè)備采集為例來進(jìn)行說明：
1、多態(tài)實(shí)現(xiàn)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，不要把模版方法定義為Virtual或abstract方法，避免被子類重寫，防止更改流程的執(zhí)行順序 public void Spider() { Console.WriteLine("設(shè)備采集開始"); this.Login(); this.Validation(); this.SpiderByType1(); this.SpiderByType2(); this.LoginOut(); Console.WriteLine("設(shè)備采集結(jié)束"); } // 登陸 public void Login() { Console.WriteLine("登陸"); } // 驗(yàn)證 public void Validation() { Console.WriteLine("驗(yàn)證"); } // 采集 public abstract void SpiderByType1(); public abstract void SpiderByType2(); // 注銷 public void LoginOut() { Console.WriteLine("注銷"); } } //MML類型的設(shè)備的采集 public class DeviceMML : TempleteDevice { public override void SpiderByType1() { Console.WriteLine("MML類型設(shè)備開始采集1"); //....... } public override void SpiderByType2() { Console.WriteLine("MML類型設(shè)備開始采集2"); } } //TL2類型設(shè)備的采集 public class DeviceTL2 : TempleteDevice { public override void SpiderByType1() { Console.WriteLine("TL2類型設(shè)備開始采集1"); //....... } public override void SpiderByType2() { Console.WriteLine("TL2類型設(shè)備開始采集2"); } }
父類里面的非abstract方法都是模板方法，也就是子類公用并且不可以重寫的方法。SpiderType1和SpiderType2是需要子類重寫的方法。模板方法模式在抽象類中定義了算法的實(shí)現(xiàn)步驟，將這些步驟的實(shí)現(xiàn)延遲到具體子類中去實(shí)現(xiàn)，從而使所有子類復(fù)用了父類的代碼，所以模板方法模式是基于繼承的一種實(shí)現(xiàn)代碼復(fù)用的技術(shù)。
2、使用委托改寫后：
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，不要把模版方法定義為Virtual或abstract方法，避免被子類重寫，防止更改流程的執(zhí)行順序 public void Spider() { Console.WriteLine("設(shè)備采集開始"); this.Login(); this.Validation(); if (oDelegate != null) { oDelegate(); } this.LoginOut(); Console.WriteLine("設(shè)備采集結(jié)束"); } // 登陸 public void Login() { Console.WriteLine("登陸"); } // 驗(yàn)證 public void Validation() { Console.WriteLine("驗(yàn)證"); } // 注銷 public void LoginOut() { Console.WriteLine("注銷"); } } //MML類型的設(shè)備的采集 public class DeviceMML { public static void SpiderByType1() { Console.WriteLine("MML類型設(shè)備開始采集1"); //....... } public static void SpiderByType2() { Console.WriteLine("MML類型設(shè)備開始采集2"); } } //TL2類型設(shè)備的采集 public class DeviceTL2 { public static void SpiderByType1() { Console.WriteLine("TL2類型設(shè)備開始采集1"); //....... } public static void SpiderByType2() { Console.WriteLine("TL2類型設(shè)備開始采集2"); } }
得到結(jié)果：
優(yōu)化模板方法模式的意義：
（1）解除了子類和父類之間的繼承關(guān)系，更好地實(shí)現(xiàn)了對象間的低耦合。
（2）采用委托可以動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)方法的組合，這種方式更加靈活，子類可以更加靈活的設(shè)計(jì)不同部分的方法。然后方法的數(shù)量通過params來傳遞，方法的數(shù)量沒有什么嚴(yán)格的限制。
當(dāng)然其他設(shè)計(jì)模式也可以使用委托去優(yōu)化設(shè)計(jì)，博主在這里就暫時(shí)只分享這三種模式的異同。總的來說，委托不可能代替多態(tài)去實(shí)現(xiàn)各種模式，但是它和多態(tài)聯(lián)合起來使用可以實(shí)現(xiàn)更加靈活的設(shè)計(jì)。通過這兩篇下來，不知道你是否對委托有點(diǎn)感覺了呢，委托這東西，重在實(shí)戰(zhàn)，就像游泳一樣，如果不用那么幾次，你永遠(yuǎn)也不可能學(xué)會(huì)。以上只是博主個(gè)人的理解，可能很多方便沒有考慮得那么全面，希望各位園友拍磚斧正~~
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