什么是设计模式,举例说明Python中的常见设计模式
设计模式是一种在软件设计中对常见问题的通用解决方案。它们是在软件开发中积累的宝贵经验,可以帮助开发者更快速、更高效地编写高质量、可维护的代码。设计模式通常包含一些类和接口,以及它们之间的交互方式,这些交互方式可以解决某些特定的问题。
在Python中,有很多常见的设计模式,以下是一些例子:
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单例模式(Singleton Pattern):
单例模式确保一个类仅有一个实例,并提供一个全局访问点。
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class Singleton: | |
_instance = None | |
def __new__(cls, *args, **kwargs): | |
if not cls._instance: | |
cls._instance = super(Singleton, cls).__new__(cls) | |
return cls._instance | |
# 使用 | |
singleton_obj = Singleton() |
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工厂模式(Factory Pattern):
工厂模式用于创建对象,隐藏了对象的具体创建过程,调用者只需关心接口,不关心具体实现。
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class Shape: | |
def draw(self): | |
pass | |
class Circle(Shape): | |
def draw(self): | |
return "Inside Circle::draw() method." | |
class Rectangle(Shape): | |
def draw(self): | |
return "Inside Rectangle::draw() method." | |
def shape_factory(shape_type): | |
if shape_type == "CIRCLE": | |
return Circle() | |
elif shape_type == "RECTANGLE": | |
return Rectangle() | |
# 使用 | |
circle = shape_factory("CIRCLE") | |
circle.draw() |
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观察者模式(Observer Pattern):
定义了一种一对多的依赖关系,让多个观察者对象同时监听某一个主题对象。当主题对象状态发生改变时,它的所有依赖者(观察者)都会收到通知并自动更新。
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class Subject: | |
def __init__(self): | |
self._observers = [] | |
self._state = 0 | |
def attach(self, observer): | |
self._observers.append(observer) | |
def detach(self, observer): | |
self._observers.remove(observer) | |
def notify(self): | |
for observer in self._observers: | |
observer.update(self._state) | |
def set_state(self, state): | |
self._state = state | |
self.notify() | |
class Observer: | |
def update(self, state): | |
pass | |
# 使用 | |
subject = Subject() | |
observer = Observer() | |
subject.attach(observer) | |
subject.set_state(1) |
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策略模式(Strategy Pattern):
定义了一系列的算法,并将每一个算法封装起来,使它们可以互相替换。策略模式使得算法可以独立于使用它的客户端变化。
python复制代码
class Strategy: | |
def execute(self): | |
pass | |
class ConcreteStrategyA(Strategy): | |
def execute(self): | |
return "Strategy A" | |
class ConcreteStrategyB(Strategy): | |
def execute(self): | |
return "Strategy B" | |
class Context: | |
def __init__(self, strategy): | |
self.strategy = strategy | |
def set_strategy(self, strategy): | |
self.strategy = strategy | |
def execute_strategy(self): | |
return self.strategy.execute() | |
# 使用 | |
context = Context(ConcreteStrategyA()) | |
print(context.execute_strategy()) # 输出: Strategy A | |
context.set_strategy(ConcreteStrategyB()) | |
print(context.execute_strategy()) # 输出: Strategy B |
这些只是设计模式中的一部分,设计模式种类繁多,每种设计模式都有其特定的应用场景和优点。在实际开发中,根据具体需求和场景选择合适的设计模式,可以提高代码的可维护性、可扩展性和可重用性。