[Python知识库]Python 设计模式 — Overview

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设计模式（Design Pattern）

设计模式（Design Pattern）是几十年来的开发人员经过了长时间的试验和摸索，总结出来的一套程序设计标准。无论你使用哪种编程语言，做什么类型的项目，甚至处在一个国际化的开发团队中，当面对同一个设计模式时，你和别人的理解依旧是别无二致。几乎所有的大型软件、编程语言、框架都使用了这些标准。

设计模式可以从 2 个方面来理解：

1. 设计：用来解决特定问题的优秀解决方案。
2. 模式：具有通用性的执行方式。

设计模式的作用：

1. 提高代码的可读性、可靠性、可复用性，使编程真正工程化；
2. 便于后期维护项目，增强系统的健壮性和扩展性；
3. 锻炼程序员的设计思维，提高代码质量。

设计模式具有以下特点：

1. 在架构级别来解决问题。
2. 经过了时间的验证和良好的证明，是开发人员和架构师的宝贵经验。
3. 具有可靠性和依赖性。

设计模式很有用，但它要用到合适的场景中才能发挥应有的效果，否则可能出现弊大于利的情况。GoF 在《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software》一书中提出了 23 种设计模式，可归纳为 3 大类。

这些设计模式在 OOP（面向对象编程语言）中使用最多。值得注意的是，因为 Python 拥有一等函数，所以通常的在语法层面就具备了某些设计模式的特性，也减少了某些设计模式的样板代码。

设计模式的分类

一、创建型模式

创建型模式，用于控制或影响一个类的实例化对象的创建过称。为不同的应用场景提供相应的实例化对象的方式。例如：单例模式。

1. 单例模式：控制实例化对象的数量只存在一个。
2. 工厂方法模式：控制实例化对象时候的类的选择。
3. 抽象工厂模式：控制实例化对象时候的类的选择。
4. 建造者模式：控制多个类以相同的流程来实例化对象。
5. 原型模式：通过深度复制原型类让类的多个实例化更加的迅速。

二、结构型模式

结构型模式，应用于类和对象的构造方式，为不同的应用场景提供相应的类和对象之间的构造关系，使得这些实体能够更好地协同工作。例如：适配器模式。主要关注类的继承和组合，致力于设计出通过组合获得更强大功能的对象和类的结构。

6. 适配器模式：将任意个被适配者（类或系统）中的方法封装成为一个统一的接口来调用，从而达到适配各种系统方法的目的。
7. 桥接模式：处理（类）抽象部分与（实例化）对象部分之间的结构，使得抽象部分和实例化部分能够单独变化而不互相干扰。
8. 组合模式：用于设计一个有层次等级的系统，并处理各层次之间的关系。
9. 装饰模式：通过装饰器来扩展一个类或者系统的功能。
10. 外观模式：为任意个子系统中的相似功能设计一组统一的界面。
11. 享元模式 ：让小粒度高频使用的类被共享，减少实例化过程，减少损耗。
12. 代理模式：为其他对象提供一种代理，以此控制一个对象的访问方式。Client 必须通过代理访问，而不能直接访问。

三、行为型模式

行为型模式，应用于对象之间的交互方式，为不同的应用场景提供相应的通信方式，为实体之间的通信提供更容易、更灵活的通信方法。

13. 解释器模式
14. 模板方法模式
15. 责任链模式
16. 命令模式
17. 迭代器模式
18. 中介者模式
19. 备忘录模式
20. 观察者模式
21. 状态模式
22. 策略模式
23. 访问者模式