设计模式

接口

继承这个接口(类)的类必须实现其中的一些方法

接口：若干抽象方法的集合

作用：限制实现接口的类必须按照接口规定的调用方式实现这些方法;对高层模块隐藏了类的内部实现

基础写法


 
 
python
class Pay:
    def pay(self, money):
        # 调用这个给方法时如果继承的类没有实现当前方法就报错
        raise NotImplementedError


class WeChatPay(Pay):
    pass

问题:当继承的类未调用当前方法时不会产生影响,接口失效

抽象类


 
 
python
from abc import ABCMeta, abstractmethod


class Pay(metaclass=ABCMeta):
  # 设置抽象方法
    @abstractmethod
    def pay(self):
        pass


class WeChatPay(Pay):
    pass

class AliPay(Pay):

    def pay(self):
        pass

b = AliPay()
a = WeChatPay()

如果抽象类里的抽象方法未被实现,那么此类无法实例化

面向对象设计SOLID原则

开放封闭原则

一个软件实体如类、模块和函数应该对扩展开放。对修改关闭。即软件实体应尽量不修改原有代码的情况下进行拓展。

里氏替换原则

设有引用父类的地方必须内=能透明的使用其子类的对象。

抽象方法的实现应该，接收参数与返回参数一致

依赖倒置原则

高层模块不应该依赖底层模块，二者都应该依赖其抽象；凑想不应该依赖细节；细节应该依赖抽象。换而言之，要针对接口编程，而不是针对实现编程。

接口隔离原则

使用多个专门的接口，而不使用单一的总接口，即客户端（高层代码）不应该依赖那些它不需要的接口。

谨慎使用总接口，有点继承时不需要用到这个接口的设有抽象方法，此时一改考虑拆分接口。

单一职责原则

不要存在多余一个导致类变更的原因。也就是，一个类只负责一项职责。

设计模式分类

创建型模式
- 工厂方法模式
- 抽象工厂模式
- 创建者模式
- 原型模式
- 单例模式
结构型模式
- 适配器模式
- 桥模式
- 组合模式
- 装饰模式
- 外观模式
- 享元模式
- 代理模式
行为型模式
- 解释器模式
- 责任链模式
- 命令模式
- 迭代器模式
- 中介者模式
- 备忘录模式
- 观察者模式
- 状态模式
- 策略模式
- 访问者模式
- 模板方法模式

创建型模式

创建对象时用到的模式

简单工厂模式

内容

不直接向客户端暴露对象的实现细节，而是通过一个工厂类来负责创建产品类的实例
角色
- 工厂角色（创建）
- 抽象产品角色（接口）
- 具体产品角色（继承接口的类）
优点
- 隐藏了对象创建的实现细节
- 哭护短不需要修改代码
缺点
- 违反了单一职责原则，将创建逻辑几种到一个工厂类里
- 当添加新产品时需要修改工厂类代码，违反了开闭原则


 
 
python
from abc import ABCMeta, abstractmethod


class Pay(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def pay(self, money):
        pass


class WeChatPay(Pay):
    def pay(self, money: int):
        print('wechat{}'.format(money))


class AliPay(Pay):
    def __init__(self, user_method=False):
        self.user_method = user_method
    def pay(self, money: int):
        if self.user_method:
            print('huabei{}'.format(money))
        else:
            print('ali{}'.format(money))


class PayFactory:
    def create_pay(self, method: str):
        # 对不同的方法进行中间处理，减少使用的多余操作
        # 隐藏了类的内部实现
        if method == 'alipay':
            return AliPay()
        elif method == 'huabei':
            return AliPay(user_method=True)
        elif method == 'wechat':
            return WeChatPay()
        else:
            raise TypeError('没用这个方法（%s）' % method)


pf = PayFactory()
pf.create_pay('huabe').pay(100)

工厂方法模式

内容

单一一个用于创建对象的接口（工厂接口），让子类决定实例化哪一个产品
角色
- 抽象工厂角色
- 具体工厂角色
- 抽象产品角色
- 具体产品角色
优点
- 每个具体产品都对应一个具体工厂类，不需要修改工厂类代码
- 隐藏了对象创建的实现细节
缺点
- 没增家一个具体产品类，就必须增加一个相应的具体工厂类


 
 
python
from abc import ABCMeta, abstractmethod


class Pay(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def pay(self, money):
        pass


class WeChatPay(Pay):
    def pay(self, money: int):
        print('wechat{}'.format(money))


class AliPay(Pay):
    def __init__(self, user_method=False):
        self.user_method = user_method

    def pay(self, money: int):
        if self.user_method:
            print('huabei{}'.format(money))
        else:
            print('ali{}'.format(money))


class PayMentFactory(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def create_method(self):
        pass


class AliPayFactory(PayMentFactory):

    def create_method(self):
        return AliPay()


class WeChatPayFactory(PayMentFactory):

    def create_method(self):
        return WeChatPay()


class HuaBei(PayMentFactory):

    def create_method(self):
        return AliPay(user_method=True)


pf = HuaBei()
pf.create_method().pay(100)

抽象工厂模式

内容

定义一个工厂类接口，让工厂子类来创建一系列相关或相互依赖的对象
例子

生产一部手机，需要外壳、CPU、操作系统三类对象进行封装，其中每类对象都有不同的种类。对每个具体工厂，分别生产一部手机需要的三个对象
相比工厂方法模式，抽象工厂模式中的每个具体工厂都生产一套产品
角色
- 抽象工厂角色
- 具体工厂角色
- 抽象产品角色
- 具体产品角色
- 客户端
优点
- 将客户端与类的具体实现分离
- 每个工厂创建了一个完整的产品系列，使得易于交换产品系列
- 有利于产品的一致性（产品间的约束关系）
缺点
- 难以支持新种类的（抽象）产品


 
 
python
from abc import ABCMeta, abstractmethod


# 抽象产品
class PhoneShell(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def show_shell(self):
        pass


class PhoneCPU(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def show_cpu(self):
        pass


class PhoneOS(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def show_os(self):
        pass


# 抽象工厂
class PhoneFactory(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def make_shell(self):
        pass

    @abstractmethod
    def make_cpu(self):
        pass

    @abstractmethod
    def make_os(self):
        pass


# 具体产品
class SmallShell(PhoneShell):
    def show_shell(self):
        print('小手机壳')


class HuaWeiShell(PhoneShell):
    def show_shell(self):
        print('华为手机壳')


class GaoTongCPU(PhoneCPU):
    def show_cpu(self):
        print('高通CPU')


class QiLingCPU(PhoneCPU):
    def show_cpu(self):
        print('麒麟CPU')


class AppleOS(PhoneOS):
    def show_os(self):
        print('苹果系统')


class HarmonyOS(PhoneOS):
    def show_os(self):
        print('鸿蒙系统')


# 具体工厂
class HuaWeiP50(PhoneFactory):
    def make_shell(self):
        return HuaWeiShell()

    def make_cpu(self):
        return GaoTongCPU()

    def make_os(self):
        return HarmonyOS()


class Mi6(PhoneFactory):
    def make_shell(self):
        return SmallShell()

    def make_cpu(self):
        return QiLingCPU()

    def make_os(self):
        return AppleOS()


# 客户端
class Phone:
    def __init__(self, cpu: PhoneCPU, os: PhoneOS, shell: PhoneShell):
        self.cpu = cpu
        self.os = os
        self.shell = shell

    def show_info(self):
        self.cpu.show_cpu()
        self.os.show_os()
        self.shell.show_shell()


def make_phone(factory: PhoneFactory):
    cpu = factory.make_cpu()
    os = factory.make_os()
    shell = factory.make_shell()
    return Phone(cpu, os, shell)


p1 = make_phone(HuaWeiP50())
p1.show_info()

Python 常用设计模式实战

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抽象工厂模式