Python 进阶 — 设计模式

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• ​​设计模式的原则​​
• ​​Interface 模式​​
• ​​Adapter 模式​​
• ​​单例模式​​
• ​​Visitor 模式​​
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设计模式的原则

1. 1. 
      
2. 面向接口编程，而不是面向实现编程。
3. 优先使用组合而不是继承。
   1. 
      

Interface 模式

Python 支持 Duck Typing（鸭子类型）的实现，本质上就是支持面向接口的设计模式。

class Duck:
    def fly(self):
        print("Duck flying")

class Airplane:
    def fly(self):
        print("Airplane flying")

def lift_off(entity):
    entity.fly()

duck = Duck()
plane = Airplane()

lift_off(duck)
lift_off(plane)

Adapter 模式

假设已经实现了 “日志内容的文件写入功能”，现在希望将该功能扩展为将 “日志内容的数据库写入功能”，此时就可以使用 Adapter（适配器）模式，通过实现 db.write 来适配 file.write。

def log(file, msg):
    file.write('[{}] - {}'.format(datetime.now(), msg))

class DBAdapter:
    def __init__(self, db):
        self.db = db

    def write(self, msg):
        self.db.insert(msg)

db_adapter = DBAdapter(db)
log(db_adapter, "sev1 error occurred")

可见，只要采用 Adapter 模式，实现了 write 方法，那么不管你是任何对象，都可以进行适配。也算是比较典型的 Duck Typing。但是这种方法的弊端就是，不知道 log 方法的参数类型，想要重构可就难了。

单例模式

单例模式（Singleton Pattern）的实现需要依赖于编程语言对类构造器的隐藏或销毁。

Python 没有提供类似 Java private 关键字的类构造器隐藏机制，但是 Python 可以依靠 Module 机制来实现类构造器的销毁。

#singleton.py

class Singleton:
    def __init__(self):
        self.name = "i'm singleton"

instance = Singleton()

del Singleton  # 把构造函数删除

使用 Singleton：

import singleton

print(singleton.instance.name)  # i'm singleton

instance = Singleton() # NameError: name 'Singleton' is not defined

Visitor 模式

Visitor 模式的本质是将数据结构和数据操作进行分离。通过 Python 的 Generator 可以优雅地实现。

class TreeNode:

    def __iter__(self):
        return self.__generator()

    def __generator(self):
        if self.left is not None:
            yield from iter(self.left) 
        yield from self.data

        if self.right is not None:
            yield from iter(self.right) 

root = TreeNode('1')
root.left = TreeNode('2')
root.right = TreeNode('3')

for ele in root:
    print(ele)