Python常見設(shè)計模式淺析

1. 概述

我們常聽大佬說双戳,你這套代碼用的什么設(shè)計模式虹蒋?

咦,什么是設(shè)計模式飒货,聽不懂大佬在說啥(笑哭.jpg)魄衅,趕緊學(xué)習(xí)一下

設(shè)計模式是軟件設(shè)計常見問題的典型解決方案。它們就像能根據(jù)需求進(jìn)行調(diào)整的預(yù)制藍(lán)圖塘辅,可用于解決代碼中反復(fù)出現(xiàn)的設(shè)計問題

設(shè)計模式與方法或庫的使用方式不同晃虫,我們很難直接在自己的程序中套用某個設(shè)計模式。 模式并不是一段特定的代碼扣墩, 而是解決特定問題的一般性思想哲银。 你可以根據(jù)模式來實現(xiàn)符合自己程序?qū)嶋H所需的解決方案扛吞。

設(shè)計模式是針對面向?qū)ο?/strong>語言持有的內(nèi)容,是我們在面臨一類的問題時候固定的做法荆责,設(shè)計模式很多種滥比,比較流行的是:(四人組)GOF23 種設(shè)計模式。

GOF23

面向?qū)ο螅∣OP)是一種范式做院,其思想理念在代碼上就是將數(shù)據(jù)塊及數(shù)據(jù)相關(guān)的行為封裝成特殊的盲泛,名為對象的實體,同時對象實體的生成工作是基于程序員給出的一系列“藍(lán)圖”键耕,這些藍(lán)圖就是類寺滚。關(guān)于,面向?qū)ο筇匦匀筇匦?/a>(封裝屈雄、繼承村视、多態(tài))。

為什么要使用設(shè)計模式棚亩?

優(yōu)秀的設(shè)計模式蓖议,可以提高我們代碼質(zhì)量,主要有三點(diǎn):

  1. 代碼復(fù)用讥蟆,提高開發(fā)效率勒虾,減少開發(fā)成本最常用的方式之一
  2. 擴(kuò)展性強(qiáng),能夠在原基礎(chǔ)的代碼上開發(fā)新功能或者需求瘸彤,快速上線
  3. 維護(hù)便利修然,好的框架轉(zhuǎn)維護(hù)后,可以減少人員的投入

因此质况,對于初學(xué)者愕宋,我們學(xué)習(xí)兩個最常用的模式:工廠模式和單例模式

本期,我們也從最常用的兩個模式學(xué)習(xí)和模擬结榄。

2. 工廠模式

工廠模式是一種創(chuàng)建型設(shè)計模式中贝,實現(xiàn)了創(chuàng)建者和調(diào)用者的分離,使用專門的工廠類型將選擇實現(xiàn)類臼朗、創(chuàng)建對象進(jìn)行統(tǒng)一的管理和控制邻寿。

工廠模式采用在父類中提供一個創(chuàng)建對象的方法,允許子類決定實例化對象的模型视哑。

工廠模式結(jié)構(gòu)如下:

工廠模式結(jié)構(gòu)

工廠模式適用場景有:

  • 用戶能擴(kuò)展軟件庫或框架的內(nèi)部組件

  • 無法預(yù)知對象確切類別及其依賴關(guān)系

  • 復(fù)用現(xiàn)有對象來節(jié)省系統(tǒng)資源绣否,從而不用每次都重新創(chuàng)建對象

我們來實現(xiàn)一個簡單的工廠模式DEMO,生產(chǎn)汽車挡毅。

class CarFactory:

    def createcar(self,brand): # 對外統(tǒng)一由這個方法來創(chuàng)建不同類的對象
        if brand == "奔馳":
            return BENCI()
        elif brand == "寶馬":
            return  Baoma()
        else:
            return BYD()


class Baoma:
    pass

class BENCI:
    pass

class BYD:
    pass

factory = CarFactory()

car1 = factory.createcar("BYD")
car2 = factory.createcar("寶馬")
print("Car1車型為:",car1)
print("Car2車型為:",car2)
工廠模式DEMO運(yùn)行結(jié)果

工廠模式的優(yōu)點(diǎn):

  1. 可以避免創(chuàng)建者和具體產(chǎn)品之間的緊密耦合蒜撮。
  2. 單一職責(zé)原則。 可以將產(chǎn)品創(chuàng)建代碼放在程序的單一位置跪呈, 從而使得代碼更容易維護(hù)段磨。
  3. 開閉原則取逾。 無需更改現(xiàn)有客戶端代碼,可以在程序中引入新的產(chǎn)品類型薇溃。

工廠模式的缺點(diǎn):

應(yīng)用工廠方法模式需要引入許多新的子類菌赖, 代碼可能會因此變得更復(fù)雜。 最好的情況是將該模式引入創(chuàng)建者類的現(xiàn)有層次結(jié)構(gòu)中沐序。

3. 單例模式

單例模式(Singleton Pattern)的核心作用是確保一個類只有一個實例,并且提供一個訪問該實例的全局訪問點(diǎn)堕绩。

單例模式結(jié)構(gòu)

單例模式結(jié)構(gòu)
  1. 創(chuàng)建對象時策幼,會判斷是否存在,如果存在則返回對象奴紧;如果不存在特姐,創(chuàng)建新對象

單例模式適用場景有:

  • 程序?qū)λ锌蛻舳酥粍?chuàng)建一個可用實例
  • 需要更加嚴(yán)格地控制全局變量

我們按照單例模式,來實現(xiàn)一個小DEMO

class MySinglection:

    __obj = None    #類屬性黍氮,標(biāo)志創(chuàng)建對象是否存在唐含,如果存在則返回
    __init_flag = True

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if cls.__obj == None:
            cls.__obj = object.__new__(cls)

        return cls.__obj

    def __init__(self,name):
        if MySinglection.__init_flag:
            print ("Init.....")
            self.name = name
            MySinglection.__init_flag = False #類進(jìn)行調(diào)用類屬性

my = MySinglection("aaa")
my2 = MySinglection("BB")
print ("my對象信息為:",my)
print ("my2對象信息為:",my2)
單例模式DEMO運(yùn)行結(jié)果

單例模式優(yōu)點(diǎn)

  • 單例模式只生成一個實例對象,減少了對系統(tǒng)資源的開銷沫浆。當(dāng)一個對象的產(chǎn)生需要比較多的資源捷枯,如讀取配置文件、產(chǎn)生其他依賴對象時专执,可以產(chǎn)生一個單例對象淮捆,然后永久駐留內(nèi)存中,從而極大的降低開銷本股。
  • 獲得了一個指向該實例的全局訪問節(jié)點(diǎn)攀痊。
  • 僅在首次請求單例對象時對其進(jìn)行初始化

單例模式缺點(diǎn)

  • 違反了單一職責(zé)原則
  • 單例模式可能掩蓋不良設(shè)計, 比如程序各組件之間相互了解過多等拄显。
  • 該模式在多線程環(huán)境下需要進(jìn)行特殊處理苟径, 避免多個線程多次創(chuàng)建單例對象。
  • 單例的客戶端代碼單元測試可能會比較困難躬审, 因為許多測試框架以基于繼承的方式創(chuàng)建模擬對象棘街。

總結(jié)

本期我們學(xué)習(xí)和了解設(shè)計模式的基本概念,用Python去實現(xiàn)了我們常用到的工廠模式和單例模式盒件,在工作中蹬碧,根據(jù)實現(xiàn)場景的需要,我們要提前設(shè)計我們代碼起到重要的作用炒刁。

為此恩沽,我們在學(xué)有余力的情況下,掌握好設(shè)計模式翔始,也為我們的能力提升帶來顯著的效果罗心。

好啦里伯,以上是本期內(nèi)容,歡迎大家評論區(qū)留言討論渤闷,點(diǎn)贊關(guān)注疾瓮,下次見~

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