I migliori modelli di design Python che dovresti conoscere
Pubblicato: 2021-07-21I modelli di progettazione sono vitali per i programmatori. Migliorano l'efficienza della tua programmazione poiché puoi risolvere problemi complessi con poche righe di codice utilizzando modelli di progettazione. Se sei interessato all'apprendimento di Python, l'apprendimento dei modelli di progettazione Python è un must. Impararli ti renderà più facile affrontare vari problemi e renderà il tuo codice più funzionale.
Non dovresti considerare i modelli di progettazione come progetti completati che puoi convertire direttamente in codice. Sono modelli che spiegano come risolvere un problema specifico in modo efficiente. Se sei un principiante in Python e nella scienza dei dati, i programmi di scienza dei dati di upGrad possono sicuramente aiutarti ad immergerti più a fondo nel mondo dei dati e dell'analisi.
Ci sono molti modelli di progettazione Python che dovresti conoscere. I seguenti punti li spiegheranno meglio:
Sommario
Tipi di modelli di progettazione
Esistono principalmente tre categorie di modelli di progettazione:
- Modelli di progettazione creativa
- Modelli di progettazione strutturale
- Modelli di progettazione comportamentale
Tutti hanno sottocategorie che ti aiutano a risolvere particolari tipi di problemi. È fondamentale avere familiarità con i diversi tipi di modelli di progettazione Python poiché ognuno funziona per un problema specifico. I modelli di progettazione ti consentono di comunicare più facilmente con il tuo team, completare i tuoi progetti in anticipo e trovare rapidamente eventuali errori.
Ecco le categorie e le sottocategorie principali dei modelli di progettazione Python:
1. Modelli di progettazione creativa
I modelli di creazione forniscono le informazioni necessarie sull'oggetto o sull'istanza della classe. Le implementazioni più popolari dei modelli di progettazione della creazione sono i modelli di creazione di classi e i modelli di creazione di oggetti. I modelli di creazione di oggetti possono utilizzare la delega, mentre i modelli di creazione di classi possono utilizzare l'ereditarietà in modo simile.
- Metodo singleton
Il metodo singleton garantisce che una classe abbia solo una singola istanza e fornisce un punto di accesso globale per la stessa. In questo modo, puoi essere sicuro che una classe ha solo un'istanza.
- Metodo prototipo
Il metodo prototipo ti consente di replicare oggetti senza richiedere che il tuo codice dipenda dalle loro classi. Migliora notevolmente la tua efficienza e ti offre un'alternativa all'eredità.
- Metodo del costruttore
Il metodo builder consente di costruire oggetti avanzati in fasi. In questo modo, puoi creare vari tipi di un singolo oggetto utilizzando lo stesso codice.
- Metodo di fabbrica astratto
Il metodo della fabbrica astratta permette di creare famiglie di oggetti correlati tra loro senza dare particolari classi concrete.
- Metodo di fabbrica
Il metodo factory fornisce un'interfaccia per creare oggetti in una superclasse. Tuttavia, consente alle sottoclassi di modificare il tipo di oggetto che è possibile creare.
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2. Modelli di progettazione strutturale
Un modello di progettazione strutturale organizza vari oggetti e classi per costruire strutture più grandi e offrire nuove funzionalità. Si concentra sul miglioramento dell'efficienza e della flessibilità delle classi e degli oggetti.
I modelli di progettazione strutturale utilizzano l'ereditarietà per creare le interfacce necessarie. Identificano anche le relazioni che semplificano la struttura.
- Metodo FlyWeight
Il metodo flyweight consente di adattare più oggetti alla RAM disponibile consentendo loro di condividere componenti di stato comuni invece di archiviare tutti i dati in un oggetto.
- Metodo proxy
Con il metodo proxy, puoi aggiungere un segnaposto per un oggetto specifico. Il proxy gestirebbe l'accesso all'oggetto in modo da poter agire prima o dopo che la richiesta raggiunge lo stesso.
- Metodo di facciata
Il metodo facciata offre un'interfaccia semplice per un framework, una libreria o un insieme di classi avanzate. Ti consente di isolare il codice dal sottosistema.
- Metodo decoratore
Il metodo decoratore ti consente di aggiungere nuovi comportamenti a oggetti diversi in modo dinamico senza modificarne l'implementazione. Lo fa inserendoli all'interno di oggetti wrapper che hanno i comportamenti. Python è tra i linguaggi di programmazione più adatti per implementare questo modello di progettazione.
- Metodo Composito
Il metodo composite specifica un gruppo di oggetti che puoi trattare proprio come tratteresti una singola istanza di quegli oggetti. In altre parole, questo metodo consente di comporre oggetti in strutture ad albero.
- Metodo a ponte
Il metodo bridge consente di dividere classi di grandi dimensioni in due gerarchie distinte, implementazione e astrazione. Un altro punto forte di questo metodo è che puoi svilupparli indipendentemente l'uno dall'altro.
- Metodo dell'adattatore
Il metodo dell'adattatore consente la collaborazione tra oggetti con interfacce incompatibili. Segue il principio di responsabilità unica e il principio di apertura/chiusura. È necessario utilizzare il metodo dell'adattatore tramite l'interfaccia client, poiché consentirà di modificare gli adattatori senza modificare il codice client.
3. Modelli di progettazione comportamentale
I modelli di progettazione comportamentale consentono di trovare i modelli per la comunicazione tra gli oggetti e implementarli come richiesto. Questi modelli sono correlati agli algoritmi e alle responsabilità assegnate tra gli oggetti. Di seguito sono riportate le varie classificazioni dei modelli di progettazione comportamentale:
- Metodo del visitatore
Con questo metodo, puoi separare gli algoritmi dagli oggetti su cui operano. Questo metodo segue il principio della responsabilità singola, il che significa che puoi spostare più versioni di un comportamento in una classe. Tuttavia, richiede l'aggiornamento di ogni visitatore quando aggiungi o rimuovi una classe dalla gerarchia.
- Metodo modello
Il metodo template specifica lo scheletro di un algoritmo nella superclasse lasciando che la sottoclasse ignori particolari passaggi dell'algoritmo senza richiedere modifiche alla struttura. Un grande vantaggio di questo metodo è che ti consente di inserire il codice duplicato nella superclasse necessaria.
- Metodo strategico
Il metodo della strategia consente di definire la famiglia di algoritmi. Puoi metterli in classi diverse e rendere gli oggetti intercambiabili usando questo metodo. Consente di isolare determinate informazioni di implementazione e semplifica l'introduzione di varie strategie senza richiedere la modifica del codice.
- Metodo statale
Questo metodo consente a un oggetto di modificare il proprio comportamento se cambia il suo stato interno. Ciò consente di utilizzare lo stato sotto forma di una classe derivata del modello di stato. Agisce sui cambiamenti di stato usando i metodi della superclasse del pattern.
- Metodo dell'osservatore
Il metodo Observer consente di specificare un sistema di sottoscrizione che notifica a vari oggetti qualsiasi evento che si verifica agli oggetti che osservano. Definisce da una a più dipendenze, quindi se lo stato di un oggetto cambia, ognuno dei suoi dipendenti riceve una notifica.
- Metodo ricordo
Con il metodo memento, puoi salvare e ripristinare l'ultimo stato di un oggetto senza esporre i suoi dettagli di implementazione. Si concentra sull'acquisizione e l'esternalizzazione dello stato interno di un oggetto senza disturbare l'incapsulamento del codice. Le opzioni di annullamento e ripristino presenti in varie soluzioni software come editor di testo, IDE e MS Paint, sono un eccellente esempio dell'implementazione del metodo memento.
- Metodo del mediatore
Il metodo del mediatore consente di ridurre l'accoppiamento tra i componenti di un programma. Lo fa consentendo loro di comunicare indirettamente utilizzando un particolare oggetto mediatore. Questo metodo semplifica la modifica e l'estensione dei componenti poiché non rimangono dipendenti da altre classi. Il metodo del mediatore ha quattro componenti, il mediatore, il mediatore concreto, il collega e il collega concreto.
- Metodo iteratore
Il metodo iterativo ti consente di esaminare gli elementi di una raccolta senza esporre i dettagli degli elementi. Consente di accedere ai componenti di strutture dati avanzate in sequenza, senza ripetizioni. Puoi passare attraverso vari tipi di strutture dati mentre usi il metodo iteratore, come stack, grafici, alberi e molti altri.
- Metodo di comando
Il metodo di comando consente di parametrizzare i client con la registrazione o l'accodamento delle richieste. Ciò significa che il pulsante che hai utilizzato per una funzione può essere utilizzato per un'altra. Il metodo di comando incapsula le informazioni necessarie per attivare un evento o eseguire un'azione particolare.
- Metodo della catena di responsabilità
Il metodo della catena di responsabilità è la forma orientata agli oggetti di if...elif...elif...else. Ti consente di passare le richieste attraverso la catena dei gestori. È possibile riorganizzare i blocchi condizione-azione durante il runtime utilizzando il metodo della catena di responsabilità. Si concentra sul disaccoppiamento dei mittenti dai destinatari di un modulo di richiesta.
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I vari modelli di progettazione Python di cui abbiamo discusso nella sezione precedente erano solo la punta dell'iceberg. Python è un ampio linguaggio di programmazione con molteplici funzionalità e applicazioni.
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Sommario
I modelli di progettazione Python ti offrono un sacco di vantaggi. Consentono di rendere il processo di codifica più efficiente risolvendo rapidamente i problemi. I modelli di progettazione semplificano anche il codice e ne facilitano la condivisione con altri professionisti, il che è particolarmente utile durante le collaborazioni.
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