幾種常見設計模式在專案中的應用<Singleton、Factory、Strategy>

一、前言

　　前幾天閱讀一框架檔案，里面有一段這樣的描述 “從物件工廠中………” ，促使寫下本文，盡管一些模式簡單和簡單，但是常用、有用，

　　結合最近一個專案場景回顧一下里面應用到的一些模式<Singleton、Factory、Strategy>，

　　Singleton：創建型模式，負責創建維護一個全域唯一實體

　　Factory：創建型模式，物件工廠負責根據標識創建或獲取具體的實體物件

　　Strategy：行為型/運行時模式，策略負責根據標識控制應用運行時的行為

　　示例代碼：https://github.com/Shawn-china/DesignPatternDemo.git

二、場景背景關系

　　專案需求/場景：通過增加輔助工具使用腳本程式對特定應用程式進行“自動化測驗”，內容包括：點擊按鈕、選擇選單、讀取控制元件內容等，

　　原始實作：腳本程式<AutoIt>通過計算坐標的方式對特定應用程式進行“自動化測驗”，缺點：腳本程式作業量大、依賴按鈕螢屏坐標、坐標計算繁雜、依賴螢屏解析度等，

　　目標程式簡化圖：

圖1 目標程式

　　使用輔助工具前 ：

圖2 未使用輔助工具

　　使用輔助工具后：

圖3 使用輔助工具

三、分析、設計　

　　這里只對 輔助工具 進行分析設計，其它略過， 

　　1、圖1 目標程式有以下主要特點：

　　　　• 目標程式分為 A-E五個功能區

　　　　• 每個功能區有按鈕、選單等相似功能

　　　　• 每個功能區有特有功能

　　2、輔助工具對外提供統一呼叫

　　3、輔助工具可以被重復呼叫，但不支持并發操作

　　基于以上分析：

　　　　1、將 Operator <操控代碼或具體操控行為>分為五個具體的 Operator 分別為： AOperator 、BOperator 、COperator 、DOperator 、EOperator ，分別對應操作不同的應用程式區域，

　　　　2、使用創建型模式管理 Operator  

　　　　3、使用鎖機制，限制并發

　　　　4、外層封裝一個單例

四、UML　　

圖4 UML類圖

五、Code Show

 　　1、AuxiliaryToolSingleton 對外提供呼叫，并用鎖機制控制并發，

using System;using System.Threading;using DesignPatternDemo.Operator;namespace DesignPatternDemo{    public class AuxiliaryToolSingleton    {        public static Semaphore OperatorSemaphore = new Semaphore(1, 1);        private static readonly object OperatorLock = new object();        public static AuxiliaryToolSingleton Instance = new AuxiliaryToolSingleton();        private AuxiliaryToolSingleton()        {            RegistorOperator(OperatorFactory.Instance);        }        public void CallOperator(string operatorName, params string[] operatorParams)        {            //OperatorSemaphore.WaitOne();            lock (OperatorLock)            {                Console.WriteLine($"Call method CallOperator :{operatorName} .Current Thread:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");                BaseOperator concreteOperator = OperatorFactory.Instance.GetOperator(operatorName);                concreteOperator.InitializationParameters(operatorParams);                concreteOperator.Execute();            }            //OperatorSemaphore.Release();        }        public static void RegistorOperator(OperatorFactory factory)        {            factory.Register(nameof(AOperator), new AOperator());            factory.Register(nameof(BOperator), new BOperator());            factory.Register(nameof(COperator), new COperator());            factory.Register(nameof(DOperator), new DOperator());            factory.Register(nameof(EOperator), new EOperator());        }    }}

 　　2、BaseOperator 操控基類，包含一些公共方法、虛方法、引數資訊，

using System;using System.Threading;namespace DesignPatternDemo.Operator{    public class BaseOperator    {        public string Name { get; set; }        public string Description { get; set; }        public void Execute()        {            //ToDo            Thread.Sleep(new Random().Next(0, 5) * 1000);            Console.WriteLine($"Execute concrete operator:{GetType().Name} .Current Thread:{Thread.CurrentThread.ManagedThreadId}");            ConcreteOperate($"{GetType().Name}");        }        public void InitializationParameters(params string[] operatorParams)        {            //ToDo            Console.WriteLine($"Initialization Parameters :{GetType().Name}");        }        private void ConcreteOperate(string mark)        {            // ToDo            Console.WriteLine($"The concrete operation :{mark} was performed successfully .\r\n");        }        public virtual void ClickButtonByMark(string mark)        {            // ToDo            ConcreteOperate(mark);        }        public virtual void ClickPopupMenuByMark(string mark)        {            // ToDo            ConcreteOperate(mark);        }        public virtual void SelectDropdownBoxByIndex(int dropBoxIndex)        {            // ToDo            ConcreteOperate($"{dropBoxIndex}");        }    }}

　　3、AOperator 具體操控類<比如點擊按鈕>，實作ISpecialOperateA， 繼承BaseOperator ，

using System;namespace DesignPatternDemo.Operator{    public class AOperator : BaseOperator, ISpecialOperateA    {        public void SetContent(string content)        {            //ToDo            Console.WriteLine($"Filled the content:{content} successfully");        }        public string GetContent()        {            //ToDo            return $"{new Random().Next()}{Guid.NewGuid()}";        }    }}namespace DesignPatternDemo.Operator{    public interface ISpecialOperateA    {        void SetContent(string content);        string GetContent();    }}

　　4、BOperator 、COperator 、DOperator 具體操控類

namespace DesignPatternDemo.Operator{    public class BOperator : BaseOperator    {    }}namespace DesignPatternDemo.Operator{    public class COperator : BaseOperator    {    }}namespace DesignPatternDemo.Operator{    public class DOperator : BaseOperator    {    }}

　　5、EOperator 具體操控類<比如操控樹形控制元件>，實作ISpecialOperateE， 繼承BaseOperator ，

using System;namespace DesignPatternDemo.Operator{    public class EOperator : BaseOperator, ISpecialOperateE    {        public void ClickTreeviewByMark(string mark)        {            //ToDo            Console.WriteLine($"{mark}: execution succeed");        }    }}namespace DesignPatternDemo.Operator{    public interface ISpecialOperateE    {        void ClickTreeviewByMark(string mark);    }}

　　6、Factory 工廠類基類，可根據key注冊、洗掉、獲取具體類，創建型模式的一種，

using System.Collections.Generic;namespace DesignPatternDemo{    public class Factory<TF, TV> where TF : new()    {        protected Factory()        {            KeyValues = new Dictionary<string, TV>();        }        public static TF Instance { get; set; } = new TF();        private Dictionary<string, TV> KeyValues { get; }        public TV GetItem(string key)        {            KeyValues.TryGetValue(key, out TV find);            return find;        }        public void Register(string key, TV t)        {            UnRegister(key);            KeyValues.Add(key, t);        }        public void UnRegister(string key)        {            if (KeyValues.ContainsKey(key)) KeyValues.Remove(key);        }    }}

　　7、OperatorFactory 具體工廠，繼承Factory ，

using DesignPatternDemo.Operator;namespace DesignPatternDemo{    public class OperatorFactory : Factory<OperatorFactory, BaseOperator>    {        public BaseOperator GetOperator(string operatorName)        {            return GetItem(operatorName);        }    }}

　　8、Program 控制臺程式，分別使用并行庫和Task 多執行緒呼叫模擬，

using System;using System.Collections.Generic;using System.Threading.Tasks;using DesignPatternDemo.Operator;namespace DesignPatternDemo{    internal class Program    {        private static void Main(string[] args)        {            Console.WriteLine("Hello World!");            List<string> concreteOperators = GetConcreteOperators();            Parallel.ForEach(concreteOperators, current => { CallOperator(current); });            foreach (string operatorName in concreteOperators)            {                Task concreteTask = new Task(() => { CallOperator(operatorName); });                concreteTask.Start();            }            Console.ReadKey();        }        private static List<string> GetConcreteOperators()        {            List<string> concreteOperators = new List<string>            {                nameof(AOperator),                nameof(BOperator),                nameof(COperator),                nameof(DOperator),                nameof(EOperator)            };            return concreteOperators;        }        private static void CallOperator(string operatorName, params string[] operatorParams)        {            AuxiliaryToolSingleton auxiliaryTool = AuxiliaryToolSingleton.Instance;            auxiliaryTool.CallOperator(operatorName, operatorParams);        }    }}

六、說明、小結

　　1、本文只是為了說明回顧一些模式的使用、原始專案的業務、代碼結構、實作語言均作了更換或簡化，

　　2、UML 所描述，可以使用任何OO語言實作，

　　3、如果條件判斷很多可以使用：“表驅動法”、Strategy pattern 規避，

　　4、模式套路與之相應的場景，

　　5、Demo 代碼環境： vs2017 .Net Core2.2

標籤：設計模式

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