Python Design Pattern

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小牛编辑

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2023-12-01

概述 (Overview)

现代软件开发需要满足复杂的业务需求。它还需要考虑未来可扩展性和可维护性等因素。良好的软件系统设计对于实现这些目标至关重要。设计模式在这样的系统中起着重要作用。

要了解设计模式，让我们考虑以下示例 -

每辆车的设计都遵循基本的设计模式，四个车轮，方向盘，核心驱动系统，如加速器 - 断开 - 离合器等。

因此，所有重复建造/生产的东西，都必然会遵循其设计模式......汽车，自行车，披萨，自动取款机，无论是什么......甚至是沙发床。

几乎成为在软件中编码某些逻辑/机制/技术的标准方法的设计，因此被称为或研究为软件设计模式。

为什么设计模式很重要？

使用设计模式的好处是 -

通过成熟的方法帮助您解决常见的设计问题。
理解中没有含糊不清的内容。
缩短整体开发时间。
帮助您更轻松地处理未来的扩展和修改。
可以减少系统中的错误，因为它们是常见问题的成熟解决方案。

设计模式的分类

GoF（Gang of Four）设计模式分为三类，即创造，结构和行为。

创作模式

创建设计模式将对象创建逻辑与系统的其余部分分开。创建模式不是为您创建对象，而是为您创建它们。创作模式包括抽象工厂，建造者，工厂方法，原型和单身人士。

由于语言的动态特性，Creational Patterns在Python中并不常用。语言本身也为我们提供了我们需要以足够优雅的方式创建的所有灵活性，我们很少需要在顶层实现任何东西，如singleton或Factory。

此外，这些模式提供了一种在隐藏创建逻辑的同时创建对象的方法，而不是使用新运算符直接实例化对象。

结构模式

有时候，您需要使用现有的一组类来构建更大的结构，而不是从头开始。这就是结构类模式使用继承来构建新结构的地方。结构对象模式使用组合/聚合来获得新功能。适配器，桥梁，复合材料，装饰器，外墙，飞重和代理是结构模式。它们提供了组织类层次结构的最佳方法。

行为模式

行为模式提供了处理对象之间通信的最佳方式。模式属于这一类别:访客，责任链，命令，口译员，迭代器，调解员，纪念品，观察员，状态，战略和模板方法是行为模式。

因为它们代表系统的行为，所以它们通常用于描述软件系统的功能。

常用的设计模式

单身人士(Singleton)

它是所有设计模式中最具争议和最着名的一个。它用于过度面向对象的语言，是传统的面向对象编程的重要组成部分。

Singleton模式用于，

需要执行日志记录时。记录器实例由系统的所有组件共享。
配置文件正在使用它，因为信息缓存需要由系统中的所有各种组件维护和共享。
管理与数据库的连接。

这是UML图，

class Logger(object):
   def __new__(cls, *args, **kwargs):
      if not hasattr(cls, '_logger'):
      cls._logger = super(Logger, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)
return cls._logger

在此示例中，Logger是Singleton。

当调用__new__时，它通常构造该类的新实例。当我们覆盖它时，我们首先检查我们的单例实例是否已经创建。如果没有，我们使用超级电话创建它。因此，每当我们在Logger上调用构造函数时，我们总是得到完全相同的实例。

>>>
>>> obj1 = Logger()
>>> obj2 = Logger()
>>> obj1 == obj2
True
>>>
>>> obj1
<__main__.Logger object at 0x03224090>
>>> obj2
<__main__.Logger object at 0x03224090>