知っておくべきトップPythonデザインパターン
公開: 2021-07-21デザインパターンはプログラマーにとって不可欠です。 デザインパターンを使用して数行のコードで複雑な問題を解決できるため、プログラミングの効率が向上します。 Pythonの学習に興味がある場合は、Pythonのデザインパターンを学ぶ必要があります。 それらを学ぶことで、さまざまな問題に取り組みやすくなり、コードがより機能的になります。
デザインパターンを、コードに直接変換できる完成したデザインと見なすべきではありません。 これらは、特定の問題を効率的に解決する方法を説明するテンプレートです。 Pythonとデータサイエンスの初心者であれば、 upGradのデータサイエンスプログラムは、データと分析の世界を深く掘り下げるのに間違いなく役立ちます。
知っておくべきPythonデザインパターンはたくさんあります。 次の点はそれらをよりよく説明します：
目次
デザインパターンの種類
デザインパターンには、主に3つのカテゴリがあります。
- 創造的なデザインパターン
- 構造設計パターン
- 行動デザインパターン
それらはすべて、特定の種類の問題を解決するのに役立つサブカテゴリを持っています。 それぞれが特定の問題に対して機能するため、さまざまなタイプのPythonデザインパターンに精通していることが重要です。 デザインパターンを使用すると、チームとのコミュニケーション、プロジェクトの早期完了、エラーの迅速な発見が容易になります。
Pythonデザインパターンの主なカテゴリとサブカテゴリは次のとおりです。
1.創造的なデザインパターン
作成パターンは、オブジェクトまたはクラスのインスタンス化に関する必要な情報を提供します。 作成デザインパターンの最も一般的な実装は、クラス作成パターンとオブジェクト作成パターンです。 オブジェクト作成パターンは委任を利用できますが、クラス作成パターンは同様に継承を使用できます。
- シングルトン法
シングルトンメソッドは、クラスが単一のインスタンスのみを持つことを保証し、そのインスタンスのグローバルアクセスポイントを提供します。 このようにして、クラスにインスタンスが1つしかないことを確認できます。
- プロトタイプ法
プロトタイプメソッドを使用すると、コードをクラスに依存させることなく、オブジェクトを複製できます。 それはあなたの効率を大いに高め、あなたに相続の代わりを与えます。
- ビルダーメソッド
ビルダーメソッドを使用すると、高度なオブジェクトを段階的に作成できます。 このようにして、同じコードを使用しながら、さまざまな種類の単一オブジェクトを作成できます。
- 抽象ファクトリメソッド
抽象ファクトリメソッドを使用すると、特定の具体的なクラスを指定せずに、相互に関連するオブジェクトのファミリを作成できます。
- ファクトリメソッド
ファクトリメソッドは、スーパークラスにオブジェクトを作成するためのインターフェイスを提供します。 ただし、サブクラスで作成できるオブジェクトタイプを変更できます。
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2.構造設計パターン
構造デザインパターンは、さまざまなオブジェクトとクラスを編成して、より大きな構造を構築し、新しい機能を提供します。 それはあなたのクラスとオブジェクトの効率と柔軟性を改善することに焦点を合わせています。
構造設計パターンは、継承を使用して必要なインターフェイスを作成します。 また、構造を単純化する関係を識別します。
- FlyWeightメソッド
flyweightメソッドを使用すると、すべてのデータを1つのオブジェクトに格納する代わりに、状態の共通コンポーネントを共有できるようにすることで、より多くのオブジェクトを使用可能なRAMに収めることができます。
- プロキシ方式
プロキシメソッドを使用すると、特定のオブジェクトのプレースホルダーを追加できます。 プロキシはオブジェクトへのアクセスを処理するため、リクエストが同じオブジェクトに到達する前または後にアクションを実行できます。
- ファサード方式
ファサードメソッドは、フレームワーク、ライブラリ、または高度なクラスセットへのシンプルなインターフェイスを提供します。 これにより、コードをサブシステムから分離できます。
- デコレータ方式
デコレータメソッドを使用すると、実装を変更せずに、さまざまなオブジェクトに新しい動作を動的に追加できます。 これは、動作を持つラッパーオブジェクト内にそれらを配置することによって行われます。 Pythonは、このデザインパターンを実装するのに最も適したプログラミング言語の1つです。
- 複合法
複合メソッドは、それらのオブジェクトの単一インスタンスを処理するのと同じように処理できるオブジェクトグループを指定します。 つまり、このメソッドを使用すると、オブジェクトをツリー型の構造に構成できます。
- ブリッジ方式
ブリッジメソッドを使用すると、大きなクラスを実装と抽象化の2つの異なる階層に分割できます。 この方法のもう1つのハイライトは、互いに独立して開発できることです。
- アダプター方式
アダプタメソッドを使用すると、互換性のないインターフェイスを持つオブジェクト間のコラボレーションが可能になります。 これは、単一責任の原則とオープン/クローズドの原則に従います。 クライアントコードを変更せずにアダプタを変更できるため、クライアントインターフェイスを介してアダプタ方式を使用する必要があります。
3.動作デザインパターン
ビヘイビアデザインパターンを使用すると、オブジェクト間の通信パターンを見つけて、必要に応じて実装できます。 これらのパターンは、オブジェクト間に割り当てられたアルゴリズムと責任に関連しています。 動作デザインパターンのさまざまな分類は次のとおりです。
- ビジター方式
この方法を使用すると、アルゴリズムを操作対象のオブジェクトから分離できます。 このメソッドは単一責任の原則に従います。つまり、ビヘイビアーの複数のバージョンをクラスに移動できます。 ただし、階層にクラスを追加または階層から削除する場合は、すべての訪問者を更新する必要があります。
- テンプレートメソッド
テンプレートメソッドは、スーパークラスでアルゴリズムのスケルトンを指定し、サブクラスが構造を変更せずにアルゴリズムの特定のステップをオーバーライドできるようにします。 このメソッドの大きな利点は、重複したコードを必要なスーパークラスにプルできることです。
- 戦略手法
ストラテジーメソッドを使用すると、アルゴリズムのファミリーを定義できます。 このメソッドを使用して、それらを異なるクラスに配置し、オブジェクトを交換可能にすることができます。 これにより、特定の実装情報を分離し、コードを変更せずにさまざまな戦略を簡単に導入できます。
- 状態メソッド
このメソッドを使用すると、オブジェクトの内部状態が変化した場合に、オブジェクトの動作を変更できます。 これにより、状態パターンの派生クラスの形式で状態を使用できます。 パターンのスーパークラスのメソッドを使用して、状態の変化を操作します。
- オブザーバーメソッド
オブザーバーメソッドを使用すると、監視対象のオブジェクトに発生したイベントについてさまざまなオブジェクトに通知するサブスクリプションシステムを指定できます。 1つから複数の依存関係を定義するため、オブジェクトの状態が変化すると、その依存関係のすべてに通知が届きます。
- Mementoメソッド
mementoメソッドを使用すると、実装の詳細を公開せずに、オブジェクトの最後の状態を保存および復元できます。 これは、コードのカプセル化を妨げることなく、オブジェクトの内部状態をキャプチャして外部化することに重点を置いています。 テキストエディタ、IDE、MSペイントなどのさまざまなソフトウェアソリューションにある元に戻すオプションとやり直しオプションは、mementoメソッドの実装の優れた例です。
- メディエーター方式
メディエーターメソッドを使用すると、プログラムのコンポーネント間の結合を減らすことができます。 これは、特定のメディエーターオブジェクトを使用して間接的に通信できるようにすることで実現します。 このメソッドは、コンポーネントが他のクラスに依存したままにならないため、コンポーネントの変更と拡張を簡素化します。 メディエーター方式には、メディエーター、具体的なメディエーター、同僚、具体的な同僚の4つのコンポーネントがあります。
- イテレータメソッド
反復法を使用すると、要素の詳細を公開せずにコレクションの要素を調べることができます。 これにより、高度なデータ構造のコンポーネントに繰り返しアクセスすることなく順番にアクセスできます。 スタック、グラフ、ツリーなど、イテレータ方式を使用しながら、さまざまな種類のデータ構造を調べることができます。
- コマンド方式
コマンドメソッドを使用すると、リクエストのロギングまたはキューイングを使用してクライアントをパラメータ化できます。 これは、ある機能に使用したボタンを別の機能に使用できることを意味します。 コマンドメソッドは、イベントをトリガーしたり、特定のアクションを実行したりするために必要な情報をカプセル化します。
- Chain of Responsibility Method
責任の連鎖メソッドは、if…elif…elif…elseのオブジェクト指向形式です。 これにより、ハンドラーのチェーンを介してリクエストを渡すことができます。 責任連鎖方式を使用して、実行時に条件アクションブロックを再配置することができます。 リクエストフォームの受信者から送信者を切り離すことに焦点を当てています。
Pythonプロフェッショナルになる
前のセクションで説明したさまざまなPythonデザインパターンは、氷山の一角にすぎませんでした。 Pythonは、複数の機能とアプリケーションを備えた幅広いプログラミング言語です。
Pythonを勉強している間、あなたはそのアプリケーションの文脈でそれを学ぶ必要があります。 そうすれば、あなたは主題を効率的に学び、あなたのスキルを素早くテストすることができるでしょう。 現在、Pythonの最も需要が高く普及しているアプリケーションの1つは、データサイエンスです。
Pythonを学び、それを専門家として利用することに興味がある場合は、データサイエンスコースに参加するのが最善です。
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概要
Pythonデザインパターンには、多くの利点があります。 問題をすばやく解決することで、コーディングプロセスをより効率的にすることができます。 デザインパターンはまた、コードを単純化し、他の専門家との共有を容易にします。これは、コラボレーション中に特に役立ちます。
デザインパターンについてどう思いますか？ 以下にコメントを記入してお知らせください。
