C#抽象静态方法

抽象静态方法

在C# 11中，引入了对抽象静态接口成员的支持。这个特性可以让你在接口中定义静态抽象方法、属性、或事件。具体来说，一个接口可以定义一个或多个抽象静态成员，这些成员没有具体的实现。任何实现该接口的类或结构必须提供这些成员的静态实现。这就像实现普通接口成员一样，只不过是静态的。当然，你也可以基于它来实现一些设计模式，本文将展开介绍。

单例模式：静态抽象成员可以用于实现单例模式。在这种模式中，一个类只能有一个实例，并提供一个全局访问点。

public interface ISingleton
{
    static abstract ISingleton Instance { get; }
}

public class Singleton : ISingleton
{
    private static readonly Singleton _instance = new Singleton();

    private Singleton() { }

    public static ISingleton Instance => _instance;
}

在代码中，定义了一个名为ISingleton的接口，其中包含一个静态抽象属性Instance。然后，创建了一个实现这个接口的Singleton类。这个类有一个私有构造函数，保证不能从类外部创建其实例，从而确保只有一个实例存在。同时，这个类有一个静态的Instance属性，这个属性返回Singleton类的唯一实例。

工厂方法模式：这是一个创建型设计模式，它提供了一种在代码中创建对象而不指定其具体类的方法。

public interface IFactory<T>
{
    static abstract T Create();
}

public class MyClass : IFactory<MyClass>
{
    public static MyClass Create()
    {
        return new MyClass();
    }
}

策略模式：这是一种行为设计模式，它将一系列算法封装在一个系列的独立策略类中。在运行时，可以选择使用哪种算法。


public interface IStrategy
{
    static abstract void Execute();
}

public class ConcreteStrategyA : IStrategy
{
    public static void Execute()
    {
        Console.WriteLine("Strategy A");
    }
}

public class ConcreteStrategyB : IStrategy
{
    public static void Execute()
    {
        Console.WriteLine("Strategy B");
    }
}

public class Context
{
    public void ContextInterface<T>() where T : IStrategy
    {
        T.Execute();
    }
}

建造者模式：在建造者模式中，你可以使用静态抽象接口成员来定义一个创建复杂对象的通用接口：

public interface IBuilder
{
    static abstract IBuilder StartBuilding();
    IBuilder SetSize(int size);
    IBuilder SetColor(string color);
    object Build();
}

然后在具体的建造者类中实现这个接口：

public class HouseBuilder : IBuilder
{
    private int _size;
    private string _color;

    public static IBuilder StartBuilding()
    {
        return new HouseBuilder();
    }

    public IBuilder SetSize(int size)
    {
        _size = size;
        return this;
    }

    public IBuilder SetColor(string color)
    {
        _color = color;
        return this;
    }

    public object Build()
    {
        return new House(_size, _color);
    }
}

原型模式：在原型模式中，你可以使用静态抽象接口成员来定义一个克隆自身的通用接口：

public interface IPrototype<T>
{
    static abstract T Clone(T instance);
}

然后在具体的原型类中实现这个接口：


    public class Sheep : IPrototype<Sheep>
    {
        public string Name { get; set; }

        public Sheep(string name)
        {
            Name = name;
        }

        public static Sheep Clone(Sheep instance)
        {
            return new Sheep(instance.Name);
        }
    }

这样，你就可以使用Sheep.Clone(sheep)来克隆一个Sheep的实例。

享元模式：可以用静态抽象接口成员实现一个工厂方法，该工厂方法负责创建共享对象。如果对象已经存在，工厂方法将返回现有对象，否则将创建新对象。

public interface IFlyweight<T>
{
    static abstract T GetFlyweight(string key);
}

public class FlyweightFactory : IFlyweight<MyClass>
{
    private static Dictionary<string, MyClass> _flyweights = new Dictionary<string, MyClass>();

    public static MyClass GetFlyweight(string key)
    {
        if (!_flyweights.ContainsKey(key))
        {
            _flyweights[key] = new MyClass();
        }

        return _flyweights[key];
    }
}

装饰器模式：可以使用静态抽象接口成员来定义创建装饰对象的方法。

public interface IDecorator<T>
{
    static abstract T Decorate(T instance);
}

public class Decorator : IDecorator<MyClass>
{
    public static MyClass Decorate(MyClass instance)
    {
        // 添加装饰行为
        return instance;
    }
}

适配器模式：可以使用静态抽象接口成员来定义将一个类型转换为另一个类型的适配器方法。

public interface IAdapter<TSource, TTarget>
{
    static abstract TTarget Adapt(TSource source);
}

public class Adapter : IAdapter<MyClass, MyOtherClass>
{
    public static MyOtherClass Adapt(MyClass source)
    {
        // 将MyClass转换为MyOtherClass
        return new MyOtherClass();
    }
}

观察者模式：可以使用静态抽象接口成员来定义注册和注销观察者的方法。

public interface IObservable<T>
{
    static abstract void RegisterObserver(T observer);
    static abstract void UnregisterObserver(T observer);
}

public class ConcreteObservable : IObservable<IObserver>
{
    private static List<IObserver> observers = new List<IObserver>();

    public static void RegisterObserver(IObserver observer)
    {
        observers.Add(observer);
    }

    public static void UnregisterObserver(IObserver observer)
    {
        observers.Remove(observer);
    }
}

命令模式：可以使用静态抽象接口成员来定义执行和撤销命令的方法。

public interface ICommand
{
    static abstract void Execute();
    static abstract void Undo();
}

public class ConcreteCommand : ICommand
{
    public static void Execute()
    {
        // 执行具体命令
    }

    public static void Undo()
    {
        // 撤销具体命令
    }
}

状态模式：可以使用静态抽象接口成员来定义改变和获取状态的方法。

public interface IState
{
    static abstract void ChangeState(IState state);
    static abstract IState GetState();
}

public class ConcreteState : IState
{
    private static IState currentState;

    public static void ChangeState(IState state)
    {
        currentState = state;
    }

    public static IState GetState()
    {
        return currentState;
    }
}

代理模式：在代理模式中，你可以使用静态抽象接口成员来定义创建代理对象的接口：

public interface IProxy<T>
{
    static abstract T CreateProxy(T realObject);
}

public class RealObjectProxy : IProxy<RealObject>
{
    private RealObject _realObject;

    public static RealObjectProxy CreateProxy(RealObject realObject)
    {
        return new RealObjectProxy { _realObject = realObject };
    }

    // 实现 RealObject 的方法，添加额外的代理逻辑
}

责任链模式：在责任链模式中，你可以使用静态抽象接口成员来定义设置下一个处理者的接口：

public interface IHandler
{
    static abstract void SetNext(IHandler handler);
}

public class ConcreteHandlerA : IHandler
{
    private static IHandler _next;

    public static void SetNext(IHandler handler)
    {
        _next = handler;
    }

    // 处理请求的方法，如果不能处理则传递给 _next
}

public class ConcreteHandlerB : IHandler
{
    private static IHandler _next;

    public static void SetNext(IHandler handler)
    {
        _next = handler;
    }

    // 处理请求的方法，如果不能处理则传递给 _next
}

模板方法模式：在模板方法模式中，你可以使用静态抽象接口成员来定义算法的框架：

public interface IAlgorithm
{
    static abstract void AlgorithmStep1();
    static abstract void AlgorithmStep2();
}

public class ConcreteAlgorithm : IAlgorithm
{
    public static void AlgorithmStep1()
    {
        // 实现步骤 1 的具体操作
    }

    public static void AlgorithmStep2()
    {
        // 实现步骤 2 的具体操作
    }

    public static void RunAlgorithm()
    {
        AlgorithmStep1();
        AlgorithmStep2();
    }
}

Microsoft MVP

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