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设计模式简介

本课属于 Coddy Python 学习旅程的“面向对象编程”单元。第 44 课,共 64 课。

设计模式是针对软件设计中常见问题的可重用解决方案。它们就像蓝图,你可以根据需要进行调整,用来解决代码中反复出现的设计问题。

你可以把设计模式看作经验丰富的开发者用来解决类似问题的成熟模板。当你说“我使用了 Singleton 模式”时,其他开发者就能立即理解你的代码结构。

下面是一个简单的例子,说明模式为什么很重要:

# 没有使用设计模式,写法很乱
class DatabaseConnection:
    def __init__(self):
        self.connection = "Connected to database"

# 问题:创建了多个连接
db1 = DatabaseConnection()
db2 = DatabaseConnection()  # 浪费资源,又创建了一个连接

使用设计模式,你可以获得更好的解决方案:

# 使用单例模式,控制连接的创建
class DatabaseConnection:
    _instance = None
    
    def __new__(cls):
        if cls._instance is None:
            cls._instance = super().__new__(cls)
            cls._instance.connection = "Connected to database"
        return cls._instance

# 现在只存在一个连接
db1 = DatabaseConnection()
db2 = DatabaseConnection()
print(db1 is db2)  # True,两个对象是同一个实例

为什么要使用设计模式:

  • 可复用性:可用于解决类似问题的方案
  • 沟通:开发者之间通用的词汇
  • 最佳实践:经过时间检验的解决方案
  • 可维护性:结构良好、组织有序的代码

你将在本系列中学到:

创建型模式(对象的创建方式):

  • 单例模式:只创建一个实例
  • 工厂模式:创建对象时无需指定具体的类

结构型模式(对象的组合方式):

  • 适配器模式:让不兼容的接口能够协同工作
  • 装饰器模式:在不改变结构的情况下添加功能

行为型模式(对象如何交互):

  • 观察者模式:通知多个对象发生的变化
  • 策略模式:动态切换算法
  • 命令模式:将请求封装为对象

每节模式课都会介绍:

  • 它解决什么问题
  • 如何用 Python 实现
  • 何时使用
  • 真实场景示例

要点:设计模式是针对常见编程问题的经过验证的解决方案。它们提供了一套通用术语和最佳实践,让你的代码更易于维护、更灵活,也更容易理解。你将学习每位 Python 开发者都应该了解的 7 种重要模式。

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