幾種常見設計模式在項目中的應用<Singleton、Factory、Strategy>

来源:https://www.cnblogs.com/kkx5211/archive/2019/12/04/11139973.html

一、前言 前幾天閱讀一框架文檔,裡面有一段這樣的描述 “從對象工廠中………” ,促使寫下本文。儘管一些模式簡單和簡單,但是常用、有用。 結合最近一個項目場景回顧一下裡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局唯一 ...


一、前言

  前幾天閱讀一框架文檔,裡面有一段這樣的描述 “從對象工廠中………” ,促使寫下本文。儘管一些模式簡單和簡單,但是常用、有用。

  結合最近一個項目場景回顧一下裡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局唯一實例

  Factory:創建型模式,對象工廠負責根據標識創建或獲取具體的實例對象

  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、場景上下文

  項目需求/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“自動化測試”,內容包括:點擊按鈕、選擇菜單、讀取控制項內容等。

  原始實現:腳本程式<AutoIt>通過計算坐標的方式對特定應用程式進行“自動化測試”。缺點:腳本程式工作量大、依賴按鈕屏幕坐標、坐標計算繁雜、依賴屏幕解析度等。

  

  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

  

  使用輔助工具後:

 

圖3 使用輔助工具

 

 

三、分析、設計 

  這裡只對 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、菜單等相似功能

    • 每個功能區有特有功能

  2、輔助工具對外提供統一調用

  3、輔助工具可以被重覆調用,但不支持併發操作

 

  基於以上分析:

    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,限制併發

    4、外層封裝一個單例

    

四、UML  

 

 

 

 

圖4 UML類圖

   

五、Code Show

   1、AuxiliaryToolSingleton 對外提供調用,並用鎖機制控制併發。

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());
        }
    }
}
View Code AuxiliaryToolSingleton

   2、BaseOperator 操控基類,包含一些公共方法、虛方法、參數信息。

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}");
        }
    }
}
View Code BaseOperator

  3、AOperator 具體操控類<比如點擊按鈕>,實現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();
    }
}
View Code AOperator

  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
    {
    }
}
View Code Concrete Operator

  5、EOperator 具體操控類<比如操控樹形控制項>,實現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);
    }
}
View Code EOperator

  6、Factory 工廠類基類,可根據key註冊、刪除、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);
        }
    }
}
View Code Factory

  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);
        }
    }
}
View Code OperatorFactory

  8、Program 控制台程式,分別使用並行庫和Task 多線程調用模擬。

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);
        }
    }
}
View Code Program

 

六、說明、小結

  1、本文只是為了說明回顧一些模式的使用、原始項目的業務、代碼結構、實現語言均作了更換或簡化。

  2、UML 所描述,可以使用任何OO語言實現。

  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

 


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