几个概念

1 .net中有哪些设计模式？
参考http://fineboy.cnblogs.com/category/33552.html
(1) MVC模式
     MVC结构是为那些需要为同样的数据提供多个视图的应用程序而设计的，它很好的实现了数据层与表示层的分离。MVC作为一种开发模型，通常用于分布式应用系统的设计和分析中，以及用于确定系统各部分间的组织关系。对于界面设计可变性的需求，MVC(Model-View-Controller)把交互系统的组成分解成模型、视图、控制器三种部件。
(2)装饰模式
    在不改变对象的前提下，动态增加其功能，即我们不希望改变原有的类，或采用创建子类的方法增加功能，这种情况下需要采用装饰模式。
(3)工厂方法模式 
    工厂方法是粒度很小的设计模式，因为模式的表现只是一个抽象的方法。工厂方法经常用于创建与某个类相关的类的实例，.NET中的数据库连接对象就是产生数据命令对象的工厂，其中的CreateCommand方法就是工厂方法，其结构如图所示。
(4)生成器模式 
    将复杂对象的构建与表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
(5)桥接模式 
     “将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化”，这是GOF在《设计模式》一书中的解释。这里的抽象和实现并不一定是同一层次的概念，例如数据库操作可以归结为“增加、删除和修改”。很多业务过程都是通过对数据库的操作实现的，例如“库存管理”中的“入库”，这个业务动作的软件实现可以描述为“在库存表中增加一条记录”，而“入库”和“插入记录”处于不同的业务层次。
(6)外观模式 
    外观模式定义了一个将子系统的一组接口集成在一起的高层接口，以提供一个一致的界面。通过这个界面，其他系统可以方便地调用子系统中的功能，而忽略子系统内部发生的变化。
2.什么是委托和反射？
     反射（Reflection）是.NET中的重要机制，通过放射，可以在运行时获得.NET中每一个类型（包括类、结构、委托、接口和枚举等）的成员，包括方法、属性、事件，以及构造函数等。还可以获得每个成员的名称、限定符和参数等。有了反射，即可对每一个类型了如指掌。如果获得了构造函数的信息，即可直接创建对象，即使这个对象的类型在编译时还不知道。
    委托技术是.NET引入的一种重要技术，使用委托可以实现对象行为的动态绑定，从而提高设计的灵活性。委托主要用于.NET Framework中的事件处理程序和回调函数。
3.什么是多态?
    多态的目的就是要将抽象复用及实现复用剥离开来，子类虽然拥有和父类一样的抽象接口，但实现过程却未必一样，多态的引入就是要在继承的基础上实现变异的可能性。当然子类继承也不一定会产生实现差异，所以多态允许在产生差异的时候override父类接口，没有产生差异的时候直接继承。
4.什么是抽象类，抽象方法？
abstract class和interface是Java语言中对于抽象类定义进行支持的两种机制，正是由于这两种机制的存在，才赋予了Java强大的面向对象能力。abstract class和interface之间在对于抽象类定义的支持方面具有很大的相似性，甚至可以相互替换，因此很多开发者在进行抽象类定义时对于abstract class和interface的选择显得比较随意。其实，两者之间还是有很大的区别的，对于它们的选择甚至反映出对于问题领域本质的理解、对于设计意图的理解是否正确、合理。本文将对它们之间的区别进行一番剖析，试图给开发者提供一个在二者之间进行选择的依据。

理解抽象类

abstract class和interface在Java语言中都是用来进行抽象类（本文中的抽象类并非从abstract class翻译而来，它表示的是一个抽象体，而abstract class为Java语言中用于定义抽象类的一种方法，请读者注意区分）定义的，那么什么是抽象类，使用抽象类能为我们带来什么好处呢？

在面向对象的概念中，我们知道所有的对象都是通过类来描绘的，但是反过来却不是这样。并不是所有的类都是用来描绘对象的，如果一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象，这样的类就是抽象类。抽象类往往用来表征我们在对问题领域进行分析、设计中得出的抽象概念，是对一系列看上去不同，但是本质上相同的具体概念的抽象。比如：如果我们进行一个图形编辑软件的开发，就会发现问题领域存在着圆、三角形这样一些具体概念，它们是不同的，但是它们又都属于形状这样一个概念，形状这个概念在问题领域是不存在的，它就是一个抽象概念。正是因为抽象的概念在问题领域没有对应的具体概念，所以用以表征抽象概念的抽象类是不能够实例化的。

在面向对象领域，抽象类主要用来进行类型隐藏。我们可以构造出一个固定的一组行为的抽象描述，但是这组行为却能够有任意个可能的具体实现方式。这个抽象描述就是抽象类，而这一组任意个可能的具体实现则表现为所有可能的派生类。模块可以操作一个抽象体。由于模块依赖于一个固定的抽象体，因此它可以是不允许修改的；同时，通过从这个抽象体派生，也可扩展此模块的行为功能。熟悉OCP的读者一定知道，为了能够实现面向对象设计的一个最核心的原则OCP(Open-Closed Principle)，抽象类是其中的关键所在。


从语法定义层面看abstract class和interface

在语法层面，Java语言对于abstract class和interface给出了不同的定义方式，下面以定义一个名为Demo的抽象类为例来说明这种不同。

使用abstract class的方式定义Demo抽象类的方式如下：

abstract class Demo ｛
abstract void method1();
abstract void method2();
…
｝

使用interface的方式定义Demo抽象类的方式如下：

interface Demo {
void method1();
void method2();
…
}

在abstract class方式中，Demo可以有自己的数据成员，也可以有非abstarct的成员方法，而在interface方式的实现中，Demo只能够有静态的不能被修改的数据成员（也就是必须是static final的，不过在interface中一般不定义数据成员），所有的成员方法都是abstract的。从某种意义上说，interface是一种特殊形式的abstract class。

    从编程的角度来看，abstract class和interface都可以用来实现"design by contract"的思想。但是在具体的使用上面还是有一些区别的。

首先，abstract class在Java语言中表示的是一种继承关系，一个类只能使用一次继承关系。但是，一个类却可以实现多个interface。也许，这是Java语言的设计者在考虑Java对于多重继承的支持方面的一种折中考虑吧。

其次，在abstract class的定义中，我们可以赋予方法的默认行为。但是在interface的定义中，方法却不能拥有默认行为，为了绕过这个限制，必须使用委托，但是这会 增加一些复杂性，有时会造成很大的麻烦。

在抽象类中不能定义默认行为还存在另一个比较严重的问题，那就是可能会造成维护上的麻烦。因为如果后来想修改类的界面（一般通过abstract class或者interface来表示）以适应新的情况（比如，添加新的方法或者给已用的方法中添加新的参数）时，就会非常的麻烦，可能要花费很多的时间（对于派生类很多的情况，尤为如此）。但是如果界面是通过abstract class来实现的，那么可能就只需要修改定义在abstract class中的默认行为就可以了。

同样，如果不能在抽象类中定义默认行为，就会导致同样的方法实现出现在该抽象类的每一个派生类中，违反了"one rule，one place"原则，造成代码重复，同样不利于以后的维护。因此，在abstract class和interface间进行选择时要非常的小心。


从设计理念层面看abstract class和interface

上面主要从语法定义和编程的角度论述了abstract class和interface的区别，这些层面的区别是比较低层次的、非本质的。本小节将从另一个层面：abstract class和interface所反映出的设计理念，来分析一下二者的区别。作者认为，从这个层面进行分析才能理解二者概念的本质所在。

前面已经提到过，abstarct class在Java语言中体现了一种继承关系，要想使得继承关系合理，父类和派生类之间必须存在"is a"关系，即父类和派生类在概念本质上应该是相同的（参考文献〔3〕中有关于"is a"关系的大篇幅深入的论述，有兴趣的读者可以参考）。对于interface 来说则不然，并不要求interface的实现者和interface定义在概念本质上是一致的，仅仅是实现了interface定义的契约而已。为了使论述便于理解，下面将通过一个简单的实例进行说明。

考虑这样一个例子，假设在我们的问题领域中有一个关于Door的抽象概念，该Door具有执行两个动作open和close，此时我们可以通过abstract class或者interface来定义一个表示该抽象概念的类型，定义方式分别如下所示：

使用abstract class方式定义Door：

abstract class Door {
abstract void open();
abstract void close()；
}

 
使用interface方式定义Door：


interface Door {
void open();
void close();
}

 
其他具体的Door类型可以extends使用abstract class方式定义的Door或者implements使用interface方式定义的Door。看起来好像使用abstract class和interface没有大的区别。

如果现在要求Door还要具有报警的功能。我们该如何设计针对该例子的类结构呢（在本例中，主要是为了展示abstract class和interface反映在设计理念上的区别，其他方面无关的问题都做了简化或者忽略）？下面将罗列出可能的解决方案，并从设计理念层面对这些不同的方案进行分析。

解决方案一：

简单的在Door的定义中增加一个alarm方法，如下：

abstract class Door {
abstract void open();
abstract void close()；
abstract void alarm();
}

 
或者

interface Door {
void open();
void close();
void alarm();
}

 
那么具有报警功能的AlarmDoor的定义方式如下：

class AlarmDoor extends Door {
void open() { … }
void close() { … }
void alarm() { … }
}

 
或者

class AlarmDoor implements Door ｛
void open() { … }
void close() { … }
void alarm() { … }
｝

这种方法违反了面向对象设计中的一个核心原则ISP（Interface Segregation Priciple），在Door的定义中把Door概念本身固有的行为方法和另外一个概念"报警器"的行为方法混在了一起。这样引起的一个问题是那些仅仅依赖于Door这个概念的模块会因为"报警器"这个概念的改变（比如：修改alarm方法的参数）而改变，反之依然。

解决方案二：

既然open、close和alarm属于两个不同的概念，根据ISP原则应该把它们分别定义在代表这两个概念的抽象类中。定义方式有：这两个概念都使用abstract class方式定义；两个概念都使用interface方式定义；一个概念使用abstract class方式定义，另一个概念使用interface方式定义。

显然，由于Java语言不支持多重继承，所以两个概念都使用abstract class方式定义是不可行的。后面两种方式都是可行的，但是对于它们的选择却反映出对于问题领域中的概念本质的理解、对于设计意图的反映是否正确、合理。我们一一来分析、说明。

如果两个概念都使用interface方式来定义，那么就反映出两个问题：1、我们可能没有理解清楚问题领域，AlarmDoor在概念本质上到底是Door还是报警器？2、如果我们对于问题领域的理解没有问题，比如：我们通过对于问题领域的分析发现AlarmDoor在概念本质上和Door是一致的，那么我们在实现时就没有能够正确的揭示我们的设计意图，因为在这两个概念的定义上（均使用interface方式定义）反映不出上述含义。

如果我们对于问题领域的理解是：AlarmDoor在概念本质上是Door，同时它有具有报警的功能。我们该如何来设计、实现来明确的反映出我们的意思呢？前面已经说过，abstract class在Java语言中表示一种继承关系，而继承关系在本质上是"is a"关系。所以对于Door这个概念，我们应该使用abstarct class方式来定义。另外，AlarmDoor又具有报警功能，说明它又能够完成报警概念中定义的行为，所以报警概念可以通过interface方式定义。如下所示：

abstract class Door {
abstract void open();
abstract void close()；
}
interface Alarm {
void alarm();
}
class AlarmDoor extends Door implements Alarm {
void open() { … }
void close() { … }
  void alarm() { … }
}

 
这种实现方式基本上能够明确的反映出我们对于问题领域的理解，正确的揭示我们的设计意图。其实abstract class表示的是"is a"关系，interface表示的是"like a"关系，大家在选择时可以作为一个依据，当然这是建立在对问题领域的理解上的，比如：如果我们认为AlarmDoor在概念本质上是报警器，同时又具有Door的功能，那么上述的定义方式就要反过来了。 
5 NET反射、委托技术与设计模式

1 反射技术与设计模式 
        反射（Reflection）是.NET中的重要机制，通过放射，可以在运行时获得.NET中每一个类型（包括类、结构、委托、接口和枚举等）的成员，包括方法、属性、事件，以及构造函数等。还可以获得每个成员的名称、限定符和参数等。有了反射，即可对每一个类型了如指掌。如果获得了构造函数的信息，即可直接创建对象，即使这个对象的类型在编译时还不知道。

1.1 .NET可执行应用程序结构 
        程序代码在编译后生成可执行的应用，我们首先要了解这种可执行应用程序的结构。 
        应用程序结构分为应用程序域—程序集—模块—类型—成员几个层次，公共语言运行库加载器管理应用程序域，这种管理包括将每个程序集加载到相应的应用程序域以及控制每个程序集中类型层次结构的内存布局。 
        程序集包含模块，而模块包含类型，类型又包含成员，反射则提供了封装程序集、模块和类型的对象。我们可以使用反射动态地创建类型的实例，将类型绑定到现有对象或从现有对象中获取类型，然后调用类型的方法或访问其字段和属性。反射通常具有以下用途。
（1）使用Assembly定义和加载程序集，加载在程序集清单中列出模块，以及从此程序集中查找类型并创建该类型的实例。
（2）使用Module了解包含模块的程序集以及模块中的类等，还可以获取在模块上定义的所有全局方法或其他特定的非全局方法。
（3）使用ConstructorInfo了解构造函数的名称、参数、访问修饰符（如pulic 或private）和实现详细信息（如abstract或virtual）等。使用Type的GetConstructors或GetConstructor方法来调用特定的构造函数。
（4）使用MethodInfo了解方法的名称、返回类型、参数、访问修饰符（如pulic 或private）和实现详细信息（如abstract或virtual）等。使用Type的GetMethods或GetMethod方法来调用特定的方法。
（5）使用FiedInfo了解字段的名称、访问修饰符（如public或private）和实现详细信息（如static）等，并获取或设置字段值。
（6）使用EventInfo了解事件的名称、事件处理程序数据类型、自定义属性、声明类型和反射类型等，添加或移除事件处理程序。
（7）使用PropertyInfo了解属性的名称、数据类型、声明类型、反射类型和只读或可写状态等，获取或设置属性值。
（8）使用ParameterInfo了解参数的名称、数据类型、是输入参数还是输出参数，以及参数在方法签名中的位置等。 
        System.Reflection.Emit命名空间的类提供了一种特殊形式的反射，可以在运行时构造类型。 
        反射也可用于创建称为类型浏览器的应用程序，使用户能够选择类型，然后查看有关选定类型的信息。 
        此外，Jscript等语言编译器使用反射来构造符号表。System.Runtime.Serialization命名空间中的类使用反射来访问数据并确定要永久保存的字段，System.Runtime.Remoting命名空间中的类通过序列化来间接地使用反射。

1.2 反射技术示例 
        下面是反射技术的示例，我们可以在程序去得时动态实例化对象，获得对象的属性，并调用对象的方法。

 1Namespace ReflectionExample
 2{
 3  class Class1
 4  {
 5      [STAThread]
 6      static void Main (string [ ] args)
 7      {
 8          System.Console.WriteLine(“列出程序集中的所有类型”);
 9          Assembly a = Assembly.LoadFrom (“ReflectionExample.exe”);
10          Type[ ] mytypes = a.GetTypes( );
11
12          Foreach (Type t in mytypes)
13          {
14              System.Console.WriteLine ( t.Name );
15          }
16          System.Console.ReadLine ( );
17      System.Console.WriteLine (“列出HellWord中的所有方法” );
18      Type ht = typeof(HelloWorld);
19      MethodInfo[] mif = ht.GetMethods();
20      foreach(MethodInfo mf in mif)
21      {
22          System.Console.WriteLine(mf.Name);
23      }
24      System.Console.ReadLine();
25      System.Console.WriteLine("实例化HelloWorld,并调用SayHello方法");
26      Object obj = Activator.CreateInstance(ht);
27      string[] s = {"zhenlei"};
28      Object bojName = Activator.CreateInstance(ht,s);
29      BindingFlags flags = (BindingFlags.NonPublic|BindingFlags.Public|BindingFlags.Static|BindingFlags.Instance|BindingFlags.DeclaredOnly);
30      MethodInfo msayhello = ht.GetMethod("SayHello");
31      msayhello.Invoke(obj,null);
32      msayhello.Invoke(objName,null);
33      System.Console.ReadLine();
34    }
35    }
36}

 

 1using System;
 2namespace ReflectionExample
 3{
 4    public class HelloWorld
 5    {
 6        string myName = null;
 7        public HelloWorld(string name)
 8        {
 9            myName = name;
10        }
11        public HelloWorld() : this(null)
12        {}
13        public string Name
14        {
15            get
16            {
17                return myName;
18            }
19        }
20        public void SayHello()
21        {
22            if(myName == null)
23            {
24                System.Console.WriteLine("Hello World");
25            }
26            else
27            {
28                System.Console.WriteLine("Hello," + myName);
29            }
30        }
31    }
32}
33

1.3 在设计模式实现中使用反射技术 
        采用反射技术可以简化工厂的实现。
（1）工厂方法：通过反射可以将需要实现的子类名称传递给工厂方法，这样无须在子类中实现类的实例化。
（2）抽象工厂：使用反射可以减少抽象工厂的子类。 
        采用反射技术可以简化工厂代码的复杂程度，在.NET项目中，采用反射技术的工厂已经基本代替了工厂方法。 
        采用反射技术可以极大地简化对象的生成，对以下设计模式的实现也有很大影响。
（1）命令模式：可以采用命令的类型名称作为参数直接获得命令的实例，并且可以动态执行命令。
（2）享元模式：采用反射技术实例化享元可以简化享元工厂。

2 委托技术与设计模式
        委托技术是.NET引入的一种重要技术，使用委托可以实现对象行为的动态绑定，从而提高设计的灵活性。

2.1 .NET中的委托技术
        .NET运行库支持称为“委托”的引用类型，其作用类似于C++中的函数指针。与函数指针不同，委托实例独立于其封装方法的类，主要是那些方法与委托类型兼容。另外，函数指针只能引用静态函数，而委托可以引用静态和实例方法。委托主要用于.NET Framework中的事件处理程序和回调函数。
        所有委托都从System.Delegate继承而来并且有一个调用列表，这是在调用委托时所执行方法的一个链接列表。产生的委托可以用匹配的签名引用任何方法，没有为具有返回类型并在调用列表中包含多个方法的委托定义返回值。
        可以使用的委托Cimbine及Remove方法在其调用列表中添加和移除方法。若要调用委托，可使用Invoke方法，或者使用BeginInvoke和EndInvoke方法异步调用委托。委托类的实现由运行库提供，而不由用户代码提供。
        委托适用于那种在某些语言中需要用函数指针来解决的情况，但是与函数指针不同，它是面向对象和类型安全的。
        委托声明定义一个类，它是从System.Delegate类派生的类。委托实例封装了一个调用列表，其中列出了一个或多个方法，每个方法称为一个可调用实体。对于实例方法，可调用实体由一个实例和该实例的方法组成；对于静态方法，可调用实体仅由一个方法组成。如果用一组合适的参数来调用一个委托实例，则该委托实例所封装的每个可调用实体都会被调用，并且使用上述同一组参数。
        委托实例的一个有用的属性是它既不知道，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类型兼容。即只要方法的返回类型和参数表是相同的，则方法与委托类型兼容，方法的名称不一定要与委托类相同。
定义和使用委托分为声明、实例化和调用3个步骤。委托用委托声明语法声明，如：
    delegate void myDelegate( );
声明一个名为myDelegate的委托，它不带参数并且不返回任何结果，如：
class Test
{
       static void F( ) 
      {
              System.Console.WriteLine (“Test.F”);
      }
       static void Main ( )  
      {
            myeDelegate d = new myDelegate (F);
            d ( );
      }
}
创建一个myDelegate实例，然后立即调用它。这样做并没有太大的意义，因为直接调用方法会更简单。当涉及其匿名特性时，委托才能真正显示出其效果，如：
    void MultiCall (myDelegate d, int count )  {
      for  (int I = 0; I < count; I++)  {
        d( );
      }
    }
显示一个重复调用 myDelegate的MultiCall 方法，这个方法不知道，也不必知道myDelegate的目标方法的类型、该方法具有的可访问性或者是否为静态。对它来说最重要的是目标方法与myDelegate兼容。

2.2示例
        下面的例子说明了委托的实现，代码如下：

 1using System;
 2namespace DelegateExample
 3{
 4    public class TemplateMethod
 5    {
 6        public delegate float Comp(float a,float b);
 7        public Comp myComp;
 8        public TemplateMethod()
 9        {}
10        public float DoComp(float[] f)
11        {
12            float nf = float.NaN;
13            foreach(float df in f)
14            {
15                if(float.IsNaN(nf))
16                    nf = df;
17                else
18                    nf = myComp(nf,df);
19            }
20            return nf;
21        }
22
23    }
24}

2.3 委托技术与GOF设计模式中委托的关系
        需要指出的是，.NET中的委托技术与GOF在《设计模式》中所提列的委托的意图一致，但在实现方法上有相当大的区别。.NET中的委托更进一步地降低了对象间的耦合性，将静态的组合关系变为运行时的动态组合关系。
        GOF在《设计模式》中定义的委托是：“委托是一种组合方法，它使组合具有与继承同样的复用能力。在委托方式下，有两个对象参与处理一个请求，接受请求的对象将操作委托给它的代理者（delegate），它类似于子类将请求交给它的父类处理。使用继承时，被继承的操作总能引用接受请求的对象。在C++中通过this成员变量，在Smalltalk中则通过self。委托方式为了得到同样的效果，接受请求的对象将自身传给被委托者（代理人），使被委托的操作可以引用接受请求的对象。”
        如果采用.NET的委托技术，上述结构可以更加灵活。Window不引用Rectangle即可实现Area的计算，为此首先声明一个计算面积的委托定义，示例代码如下：
    public delegate float Darea();
然而在Window类中声明与这个代理一致的接口：
    class Window
    { 
        public Darea Area;
    }
这里不需要引用Rectangle类，只是在执行时动态绑定即可：
Rectangle rc = new Rectangle();
Window w = new Window();
w.Area = new Darea(rc.Area);
        这样当调用w的Area时，实际调用的是Reactangel的Area方法。从实现意图上看，.NET的委托更好地实现了GOF所阐述的意图，结构上也更为灵活。但这两种委托解决的不是一个层面的问题，GOF的委托强调的是一种策略，而.NET和委托技术则是具体实现。

2.4 委托技术与设计模式实现
        采用委托技术可以进一步实现用组合代替继承的思路，很多采用继承实现的关系可以采用委托实现。采用委托可以简化下列设计模式的使用。
（1）模板方法：这种方法采用继承实现具体方法，采用委托可以动态实现方法的组合。
（2）观察者：可以使用事件委托实现观察者与主题之间的通信。
（3）中介者：使用委托可以去除工件与中介者之间的耦合关系。