أفضل أنماط تصميم Python التي يجب أن تعرفها
نشرت: 2021-07-21أنماط التصميم حيوية للمبرمجين. تعمل على تحسين كفاءة البرمجة الخاصة بك حيث يمكنك حل المشكلات المعقدة ببضعة أسطر من التعليمات البرمجية باستخدام أنماط التصميم. إذا كنت مهتمًا بتعلم Python ، فإن تعلم أنماط تصميم Python أمر لا بد منه. إن تعلمهم سيسهل عليك معالجة المشكلات المختلفة ويجعل شفرتك أكثر فاعلية.
لا يجب أن تعتبر أنماط التصميم تصميمات مكتملة يمكنك تحويلها إلى تعليمات برمجية مباشرة. إنها قوالب تشرح كيف يمكنك حل مشكلة معينة بكفاءة. إذا كنت مبتدئًا في بايثون وعلوم البيانات ، يمكن أن تساعدك برامج upGrad لعلوم البيانات بالتأكيد على الغوص بشكل أعمق في عالم البيانات والتحليلات.
هناك العديد من أنماط تصميم Python التي يجب أن تعرفها. ستوضحها النقاط التالية بشكل أفضل:
جدول المحتويات
أنواع أنماط التصميم
هناك ثلاث فئات أساسية لأنماط التصميم:
- أنماط التصميم الإبداعي
- أنماط التصميم الإنشائي
- أنماط التصميم السلوكية
لديهم جميعًا فئات فرعية تساعدك في حل أنواع معينة من المشكلات. من الضروري أن تكون على دراية بالأنواع المختلفة لأنماط تصميم Python حيث يعمل كل منها لحل مشكلة معينة. تسهل أنماط التصميم عليك التواصل مع فريقك ، وإكمال مشاريعك في وقت مبكر ، والعثور على أي أخطاء بسرعة.
فيما يلي الفئات الأساسية والفئات الفرعية لأنماط تصميم Python:
1. أنماط التصميم الإبداعي
تمنحك أنماط الإنشاء المعلومات الضرورية حول الكائن أو إنشاء مثيل للفئة. أكثر التطبيقات شيوعًا لأنماط التصميم الإبداعي هي أنماط إبداعية للفئة وأنماط إبداعية للكائنات. يمكن أن تستخدم أنماط إنشاء الكائنات التفويض ، بينما يمكن أن تستخدم أنماط إنشاء الفئة الوراثة بالمثل.
- طريقة سينجلتون
تضمن طريقة الفردي أن يكون للفصل مثيل واحد فقط ويعطي نقطة وصول عالمية لنفسه. بهذه الطريقة ، يمكنك التأكد من أن الفصل له مثيل واحد فقط.
- طريقة النموذج الأولي
يتيح لك أسلوب النموذج الأولي نسخ الكائنات دون الحاجة إلى أن تعتمد التعليمات البرمجية الخاصة بك على فئاتها. يعزز كفاءتك بشكل كبير ويمنحك بديلاً عن الميراث.
- طريقة البناء
تتيح لك طريقة builder إنشاء كائنات متقدمة في خطوات. بهذه الطريقة ، يمكنك إنشاء أنواع مختلفة من كائن واحد أثناء استخدام نفس الرمز.
- طريقة المصنع التجريدي
تتيح لك طريقة المصنع المجرد إنشاء مجموعات من الكائنات المتعلقة ببعضها البعض دون إعطاء فئات محددة محددة.
- طريقة المصنع
تمنحك طريقة المصنع واجهة لإنشاء كائنات في فئة فائقة. ومع ذلك ، فإنه يمكّن الفئات الفرعية من تعديل نوع الكائن الذي يمكنك إنشاؤه.
تعلم دورات تحليل البيانات عبر الإنترنت من أفضل الجامعات في العالم. اربح برامج PG التنفيذية أو برامج الشهادات المتقدمة أو برامج الماجستير لتتبع حياتك المهنية بشكل سريع.
2. أنماط التصميم الإنشائي
ينظم نمط التصميم الهيكلي العديد من الكائنات والفئات لبناء هياكل أكبر وتقديم وظائف جديدة. يركز على تحسين كفاءة ومرونة الفصول والأشياء الخاصة بك.
تستخدم أنماط التصميم الإنشائي الوراثة لإنشاء الواجهات الضرورية. كما أنها تحدد العلاقات التي تبسط الهيكل.
- طريقة FlyWeight
تسمح لك طريقة flyweight باحتواء المزيد من الكائنات في ذاكرة الوصول العشوائي المتاحة عن طريق السماح لها بمشاركة مكونات مشتركة للحالة بدلاً من تخزين جميع البيانات في كائن واحد.
- طريقة الوكيل
باستخدام طريقة الوكيل ، يمكنك إضافة عنصر نائب لكائن معين. سيتعامل الوكيل مع الوصول إلى الكائن حتى تتمكن من التصرف قبل أو بعد أن يصل الطلب إلى نفس الشيء.
- طريقة الواجهة
تمنحك طريقة الواجهة واجهة بسيطة لإطار عمل أو مكتبة أو مجموعة فصول متقدمة. يتيح لك عزل الشفرة عن النظام الفرعي.
- طريقة الديكور
تتيح لك طريقة التزيين إضافة سلوكيات جديدة إلى كائنات مختلفة ديناميكيًا دون تعديل تنفيذها. يقوم بذلك عن طريق وضعها داخل كائنات مغلفة لها السلوكيات. تعد Python من بين أكثر لغات البرمجة ملاءمةً لتنفيذ نمط التصميم هذا.
- الطريقة المركبة
تحدد الطريقة المركبة مجموعة كائنات يمكنك التعامل معها تمامًا كما لو كنت تتعامل مع مثيل واحد من هذه الكائنات. بمعنى آخر ، تتيح لك هذه الطريقة تكوين كائنات في هياكل من نوع الشجرة.
- طريقة الجسر
تسمح لك طريقة الجسر بتقسيم الفئات الكبيرة إلى تسلسلين هيكليين متميزين ، وتنفيذ وتجريد. آخر ما يميز هذه الطريقة هو أنه يمكنك تطويرها بشكل مستقل عن بعضها البعض.
- طريقة المحول
تسمح طريقة المهايئ بالتعاون بين الكائنات ذات الواجهات غير المتوافقة. يتبع مبدأ المسؤولية الفردية ومبدأ مفتوح / مغلق. يجب عليك استخدام طريقة المهايئ من خلال واجهة العميل ، حيث ستسمح لك بتغيير المحولات دون تعديل كود العميل.
3. أنماط التصميم السلوكية
تسمح لك أنماط التصميم السلوكي بالعثور على أنماط الاتصال بين الكائنات وتنفيذها على النحو المطلوب. ترتبط هذه الأنماط بالخوارزميات والمسؤوليات المعينة بين الكائنات. فيما يلي التصنيفات المختلفة لأنماط التصميم السلوكي:
- طريقة الزائر
باستخدام هذه الطريقة ، يمكنك فصل الخوارزميات عن الكائنات التي تعمل عليها. تتبع هذه الطريقة مبدأ المسؤولية الفردية ، مما يعني أنه يمكنك نقل إصدارات السلوك المتعددة إلى فصل دراسي. ومع ذلك ، يتطلب منك تحديث كل زائر عند إضافة فئة أو إزالتها من التسلسل الهرمي.
- طريقة القالب
تحدد طريقة القالب الهيكل العظمي للخوارزمية في الطبقة الفائقة مع السماح للفئة الفرعية بتجاوز خطوات معينة للخوارزمية دون الحاجة إلى أي تغييرات في الهيكل. من المزايا الرائعة لهذه الطريقة أنها تمكنك من سحب الكود المكرر إلى الطبقة الفائقة الضرورية.
- طريقة الإستراتيجية
تتيح لك طريقة الإستراتيجية تحديد عائلة الخوارزميات. يمكنك وضعها في فئات مختلفة وجعل الكائنات قابلة للتبديل باستخدام هذه الطريقة. يمكّنك من عزل معلومات تنفيذ معينة ويسهل تقديم استراتيجيات مختلفة دون مطالبتك بتغيير الكود.
- طريقة الدولة
تمكن هذه الطريقة الكائن من تعديل سلوكه إذا تغيرت حالته الداخلية. يتيح لك هذا استخدام الحالة في شكل فئة مشتقة من نمط الحالة. يقوم بتشغيل التغييرات في الحالة باستخدام طرق من الطبقة الفائقة للنمط.
- طريقة المراقب
تتيح لك طريقة Observer تحديد نظام اشتراك يُعلم كائنات مختلفة بأي أحداث تحدث للأشياء التي يلاحظونها. إنه يحدد واحدًا إلى تبعيات متعددة ، لذلك إذا تغيرت حالة الكائن ، يتلقى كل فرد من التابعين إشعارًا.
- طريقة تذكار
باستخدام طريقة memento ، يمكنك حفظ الحالة الأخيرة للكائن واستعادتها دون الكشف عن تفاصيل التنفيذ الخاصة به. يركز على التقاط الحالة الداخلية للكائن وإخراجها من الخارج دون الإخلال بتغليف الكود. تعد خيارات التراجع والإعادة الموجودة في العديد من الحلول البرمجية مثل محررات النصوص و IDEs و MS Paint مثالاً ممتازًا على تنفيذ طريقة التذكر.
- طريقة الوسيط
تتيح لك طريقة الوسيط تقليل الاقتران بين مكونات البرنامج. يقوم بذلك عن طريق السماح لهم بالتواصل بشكل غير مباشر باستخدام كائن وسيط معين. تعمل هذه الطريقة على تبسيط تعديل وتوسيع المكونات لأنها لا تظل معتمدة على الفئات الأخرى. تتكون طريقة الوسيط من أربعة مكونات ، الوسيط ، والوسيط الملموس ، والزميل ، والزميل الملموس.
- طريقة التكرار
تتيح لك الطريقة التكرارية استعراض عناصر المجموعة دون الكشف عن تفاصيل العناصر. يمكّنك من الوصول إلى مكونات هياكل البيانات المتقدمة بالتتابع ، دون تكرار. يمكنك استعراض أنواع مختلفة من هياكل البيانات أثناء استخدام طريقة المكرر ، مثل المكدس والرسوم البيانية والأشجار وغيرها الكثير.
- طريقة القيادة
تمكّنك طريقة الأمر من تحديد معلمات للعملاء من خلال تسجيل الطلبات أو ترتيبها في قائمة الانتظار. هذا يعني أن الزر الذي استخدمته لوظيفة ما يمكن استخدامه لوظيفة أخرى. تقوم طريقة الأمر بتغليف المعلومات الضرورية لبدء حدث أو تنفيذ إجراء معين.
- طريقة سلسلة المسؤولية
طريقة سلسلة المسؤولية هي الشكل الموجه للكائنات إذا… elif… elif… else. يمكّنك من تمرير الطلبات عبر سلسلة المعالجات. يمكنك إعادة ترتيب كتل الحالة-الإجراء أثناء وقت التشغيل باستخدام طريقة تسلسل المسؤولية. يركز على فصل المرسلين عن مستلمي نموذج الطلب.
كن محترفًا في Python
كانت أنماط تصميم Python المختلفة التي ناقشناها في القسم السابق مجرد غيض من فيض. Python هي لغة برمجة واسعة لها وظائف وتطبيقات متعددة.
أثناء دراسة Python ، يجب أن تتعلمها في سياق تطبيقها. بهذه الطريقة ، ستتعلم الموضوع بكفاءة وستكون قادرًا على اختبار مهاراتك بسرعة. حاليًا ، أحد أكثر تطبيقات Python طلبًا وانتشارًا هو في علم البيانات.
إذا كنت مهتمًا بتعلم Python واستخدامها كمحترف ، فمن الأفضل الانضمام إلى دورة علوم البيانات.
في upGrad ، نقدم برنامج PG التنفيذي في علوم البيانات مع IIIT-B. تستمر الدورة لمدة 12 شهرًا وتقدم لك ستة تخصصات مختلفة:
- هندسة البيانات
- تحليل الأعمال
- ذكاء الأعمال / تحليلات البيانات
- معالجة التعلم الطبيعية
- تعلم عميق
- اختصاصي علوم البيانات
لا تعلمك هذه الدورة التدريبية المفاهيم الأساسية والمتقدمة للغة Python فحسب ، ولكنها تغطي أيضًا التقنيات الأخرى ذات الصلة لمساعدتك في أن تصبح عالم بيانات ماهرًا. وهي تشمل التعلم الآلي وتصور البيانات ومعالجة اللغة الطبيعية وغير ذلك الكثير.
تمتلك upGrad قاعدة متعلمين تضم أكثر من 40.000 طالب في أكثر من 85 دولة. يقدم البرنامج التعلم من نظير إلى نظير ، مما يسمح لك بالتواصل على مستوى العالم مع زملائك المهنيين والطلاب.
خلال الدورة ، ستتلقى دعمًا مهنيًا بدرجة 360 درجة وإرشادًا فرديًا من خبراء الصناعة.
ملخص
توفر لك أنماط تصميم Python الكثير من المزايا. إنها تتيح لك جعل عملية الترميز أكثر كفاءة عن طريق حل المشكلات بسرعة. تعمل أنماط التصميم أيضًا على تبسيط التعليمات البرمجية الخاصة بك وتسهيل مشاركتها مع محترفين آخرين ، وهو أمر مفيد بشكل خاص أثناء عمليات التعاون.
ما هي أفكارك حول أنماط التصميم؟ اسمحوا لنا أن نعرف من خلال إسقاط تعليق أدناه.
