編程必備，解析五種常用的Python設計模式
作者：學研君
觀察者模式是一種行為型模式，它定義了對象之間的一對多關系，當一個對象的狀態發生變化時，所有依賴于它的對象都將得到通知并自動更新。
一、簡介
Python是一種非常流行的編程語言，它易于學習、靈活且功能強大，在各個領域廣泛應用。然而，很多人誤認為Python是一種面向過程的語言，無法很好地支持面向對象的編程風格。這種觀念是錯誤的，Python不僅支持面向對象編程，而且很好地應用了設計模式。
二、什么是設計模式？
設計模式是一套被廣泛接受且行之有效的編程經驗。它提供了一組通用的解決方案，可以應用于各種編程場景。設計模式的出現是為了解決軟件開發中的一些常見問題，如代碼重用、系統可擴展性、代碼可讀性等。
三、為什么使用設計模式？
使用設計模式的好處如下：
- 代碼復用：通過使用設計模式，可以將代碼分解和組合以實現代碼復用。
- 系統可擴展性：設計模式可以使系統更加靈活，易于擴展，并且能夠適應不同的需求。
- 代碼可讀性：使用設計模式可以提高代碼的可讀性，使代碼更加清晰。
四、Python中的設計模式
Python中的設計模式與其他語言中的設計模式類似，但也有一些區別。Python中的設計模式可以分為三類：創建型模式、結構型模式和行為型模式。
本文將介紹其中一些常見的模式。
4.1 工廠模式
工廠模式是一種創建型模式，它提供了創建對象的最佳方式。工廠模式將對象的創建和使用分離，使對象的創建更加靈活。
在Python中，可以使用工廠模式創建各種對象，例如：
class Dog:
def __init__(self):
self.name = "dog"
class Cat:
def __init__(self):
self.name = "cat"
class AnimalFactory:
def create_animal(self, animal_type):
if animal_type == "dog":
return Dog()
elif animal_type == "cat":
return Cat()
else:
return None
factory = AnimalFactory()
animal = factory.create_animal("dog")
print(animal.name)
# 輸出：dog4.2 單例模式
單例模式是一種創建型模式，可確保一個類只有一個實例，并提供一個全局訪問點。
在Python中，可以使用裝飾器來實現單例模式，例如：
class Singleton:
__instance = None
def __new__(cls):
if cls.__instance is None:
cls.__instance = super().__new__(cls)
return cls.__instance
a = Singleton()
b = Singleton()
print(a is b)
# 輸出：True4.3 適配器模式
適配器模式是一種結構型模式，它允許將一個類的接口轉換成客戶端所期望的另一個接口。
在Python中，可以使用適配器模式來實現不兼容接口之間的兼容性，例如：
class Target:
def request(self):
pass
class Adaptee:
def specific_request(self):
pass
class Adapter(Target):
def __init__(self, adaptee):
self.adaptee = adaptee
def request(self):
self.adaptee.specific_request()
adaptee = Adaptee()
adapter = Adapter(adaptee)
adapter.request()4.4 裝飾器模式
裝飾器模式是一種結構型模式，可動態地為對象附加新的行為。
在Python中，裝飾器是一種特殊的函數，可以用于修改函數或類的行為，例如：
def logging(func):
def wrapper(*args, **kwargs):
print("call function:", func.__name__)
return func(*args, **kwargs)
return wrapper
@logging
def foo():
print("hello world")
foo()
# 輸出：調用函數：foo hello world4.5 觀察者模式
觀察者模式是一種行為型模式，它定義了對象之間的一對多關系，當一個對象的狀態發生變化時，所有依賴于它的對象都將得到通知并自動更新。
在Python中，可以使用觀察者模式來實現事件驅動編程，例如：
class Subject:
def __init__(self):
self.observers = []
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)
class Observer:
def update(self, subject):
pass
class ConcreteSubject(Subject):
def __init__(self):
super().__init__()
self.state = 0
def get_state(self):
return self.state
def set_state(self, state):
self.state = state
self.notify()
class ConcreteObserver(Observer):
def update(self, subject):
print("state changed to:", subject.get_state())
subject = ConcreteSubject()
observer = ConcreteObserver()
subject.attach(observer)
subject.set_state(1)
# 輸出：狀態變更為：1責任編輯：武曉燕
來源：
Python學研大本營
