Python设计模式速通

目录

先导

对象的事情

类的事情

方法

面对对象程序设计的几个基本要点

封装

多态

继承

抽象

组合

面对对象程序设计的准则

开放/封闭原则

控制反转原则

接口隔离原则

单一职责原则

替换原则规定

三大模式

创建型模式

结构型模式

行为型模式


先导

我们开始设计模式之前,首先第一步就是搞清楚一些概念:

对象的事情

我们可以通过以下几点来描述对象。

  • 它们表示所开发的应用程序内的实体。

  • 实体之间可以通过交互来解决现实世界的问题。

例如,Person是实体,而Car也是实体。Person可以驾驶Car,从一个地方开到另一个地方。这个意思就是说,我们对现实世界的对象进行建模,挪到我们的程序设计当中。

类的事情

对象也有种类之分,不是吗?我们说对象Tom是一个Person,Person就是一个类了

  • 类可以定义对象的属性和行为。属性是数据成员,行为由成员函数表示。

  • 类包含了构造函数,这些函数的作用是为对象提供初始状态。

  • 类就像模板一样,非常易于重复使用。

方法

实际上就是在描述对象的行为,它允许我们对其他对象:或者是自己的属性,或者是其他传入对象的属性进行操作。

面对对象程序设计的几个基本要点

封装

封装的主要特点如下所示。

  • 对象的行为对于外部世界来说是不可见的,或者说对象的状态信息是私密的。

  • 客户端不能通过直接操作来改变对象的内部状态。相反,客户端需要通过发送消息来请求对象改变其内部状态。对象可以根据请求的类型,通过特定的成员函数(例如get和set改变它们的内部状态,以做出相应的响应。

  • 在Python中,封装(数据和方法的隐藏)的概念不是隐式的,因为它没有提供封装所需的关键字,诸如public、private和protected(在诸如C+H+或Java之类的语言中,都提供了这些关键字)。当然,如果在变量或函数名前面加上前缀__,就可以将其可访问性变为私有。

多态

多态的主要特征如下所示。

  • 多态有两种类型。

    • 对象根据输入参数提供方法的不同实现。
    • 不同类型的对象可以使用相同的接口。
  • 对于Python来说,多态是该语言的内置功能。例如,操作符"+"可以应用于两个整数以进行加法运算,也可以应用于字符串来连接它们。

继承
  • 继承将会使得我们的子类拥有父类的功能

  • 继承也可以认为时重新定义基类的方法

  • 可以允许我们对现实世界采取层次化的建模

抽象

这个步骤很为关键:那就是将复杂的交互整理为一些接口的交互。这样我们就将复杂的实现转化为若干接口的沟通------这样我们就简化了建模的难度。

组合

现在广泛的认为:组合可以更好的抽象结构:字如其名,我们将若干对象组合在一起构成更加复杂的对象。

面对对象程序设计的准则

开放/封闭原则

类或对象及其方法对于扩展来说,应该是开放的,但是对于修改来说,应该是封闭的。简单地说,这意味着当你开发软件应用的时候,一定确保以通用的方式来编写类或模块,以便每当需要扩展类或对象行为的时候不必修改类本身。相反,类的简单扩展将有助于建立新的行为。

例如,开放/封闭原则能够在下列情形中表现得淋漓尽致:为了实现所需行为,用户必须通过扩展抽象基类来创建类的实现,而不是通过修改抽象类。

本设计原则的优点如下。1.现有的类不会被修改,因此退化的可能性较小。2.它还有助于保持以前代码的向后兼容性。

控制反转原则

高层级的模块不应该依赖于低层级的模块,它们应该都依赖于抽象。细节应该依赖于抽豪,而不是抽象依赖于细节。该原则建议任何两个模块都不应以紧密方式相互依赖。事实上,基本模块和从属模块应当在它们之间提供一个抽象层来糊合。这个原则还建议,类的细节应该描绘抽象。在栋些情况下,这种观念会反转,也就是实现细节本身决定了抽豪,这种情况是应该避免的。

它可以消弱了模块间的紧耦合,因此消除了系统中的复杂性/刚性。由于在依赖模块之间有一个明确的抽象层(由钩子或参数提供),因此便于通过更好的方式处理模块之间的依赖关系。

接口隔离原则

客户端不应该依赖于它们不需要使用的接口。

接口隔离原则的意思就是,软件开发人员应该仔细地处理接口。例如,它提醒开发人员/架构师开发的方法要与特定功能紧密相关。如果存在与接口无关的方法,那么依赖于该接口的类就必须实现它,实际上这是毫无必要的。

例如,一个Pizza接口不应该提供名为add_chicken()的方法。基于Pizza接口的VegPizza类不应该强制实现该方法。

它强制开发人员编写"瘦身型"接口,并使方法与接口紧密相关。防止向接口中随意添加方法。

单一职责原则

类的职责单一,引起类变化的原因单一。这个原则是说,当我们开发类时,它应该为特定的功能服务。如果一个类实现了两个功能,那么最好将它们分开。也就是说,功能才是改变的理由。例如,一个类可以因为所需行为的变化而进行修改,但是如果一个类由于两个因素(基本上是两个功能的改变)而改变,那么该类就应该进行相应的分割。

本设计原则的优点如下所示。

  • 每当一个功能发生变化时,除了特定的类需要改变外,其他类无需变动。

  • 此外,如果一个类有多种功能,那么依赖它的类必定会由于多种原因而经历多次修改,这是应该避免的。

替换原则规定

派生类必须能够完全取代基类。这个原则很简单,当应用程序开发人员编写派生类时,该原则的含义就是他们应该扩展基类。此外,它还建议派生类应该尽可能对基类封闭,以至于派生类本身可以替换基类,而无需修改任何代码。

三大模式

我们将一大堆设计模式分为三个基本的大类:

  1. 创建型模式

  2. 结构型模式

  3. 行为型模式

创建型模式

对象的运行机制基于对象的创建方式,这样的模式就是将对象的创建细节进行隔离,让我们的代码跟创建的类型时无关的(创建如何被收拢到了对象内部)

结构型模式

这个模式致力于设计使用组合得到更为强大的对象和类,主要是用于理清楚类和对象之间的关系,换而言之,这一模式使用到的技术更多是继承和组合。

行为型模式

关注对象之间的交互和响应,同时追求对象的松耦合!

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