Najlepsze wzorce projektowe w Pythonie, które powinieneś znać

Wzorce projektowe są niezbędne dla programistów. Poprawiają wydajność twojego programowania, ponieważ możesz rozwiązywać złożone problemy za pomocą kilku linijek kodu, używając wzorców projektowych. Jeśli jesteś zainteresowany nauką Pythona, nauka wzorców projektowych Pythona jest koniecznością. Nauka ich ułatwi Ci rozwiązywanie różnych problemów i sprawi, że Twój kod będzie bardziej funkcjonalny.

Nie należy traktować wzorców projektowych jako ukończonych projektów, które można bezpośrednio przekonwertować na kod. Są to szablony, które wyjaśniają, jak skutecznie rozwiązać konkretny problem. Jeśli jesteś początkującym użytkownikiem Pythona i nauki o danych, programy nauki danych upGrad z pewnością pomogą ci głębiej zagłębić się w świat danych i analityki.

Jest wiele wzorców projektowych Pythona, o których powinieneś wiedzieć. Poniższe punkty wyjaśnią je lepiej:

Rodzaje wzorców projektowych

Istnieją przede wszystkim trzy kategorie wzorców projektowych:

• Kreatywne wzorce projektowe
• Strukturalne wzorce projektowe
• Behawioralne wzorce projektowe

Wszystkie mają podkategorie, które pomagają rozwiązywać określone rodzaje problemów. Niezwykle ważne jest zapoznanie się z różnymi typami wzorców projektowych Pythona, ponieważ każdy z nich działa w konkretnym przypadku. Wzorce projektowe ułatwiają komunikację z zespołem, wcześniejsze realizowanie projektów i szybkie znajdowanie błędów.

Oto główne kategorie i podkategorie wzorców projektowych Pythona:

1. Kreatywne wzorce projektowe

Wzorce tworzenia dostarczają niezbędnych informacji o instancjach obiektu lub klasy. Najpopularniejszymi implementacjami twórczych wzorców projektowych są wzorce tworzenia klas i wzorce tworzenia obiektów. Wzorce tworzenia obiektów mogą wykorzystywać delegowanie, podczas gdy wzorce tworzenia klas mogą wykorzystywać dziedziczenie w podobny sposób.

• Metoda Singletona

Metoda singleton zapewnia, że ​​klasa ma tylko jedną instancję i daje jej globalny punkt dostępu. W ten sposób możesz mieć pewność, że klasa ma tylko jedną instancję.

• Metoda prototypu

Metoda prototype umożliwia replikowanie obiektów bez konieczności uzależniania kodu od ich klas. Znacznie zwiększa twoją wydajność i daje alternatywę dla dziedziczenia.

• Metoda konstruktora

Metoda builder pozwala na konstruowanie zaawansowanych obiektów krok po kroku. W ten sposób możesz tworzyć różne rodzaje jednego obiektu, używając tego samego kodu.

• Metoda Fabryki Abstrakcyjnej

Abstrakcyjna metoda fabryki pozwala na tworzenie rodzin powiązanych ze sobą obiektów bez podawania konkretnych klas.

• Metoda fabryczna

Metoda fabryki zapewnia interfejs do tworzenia obiektów w superklasie. Jednak umożliwia podklasom modyfikowanie typu obiektu, który możesz utworzyć.

Ucz się online kursów analizy danych z najlepszych światowych uniwersytetów. Zdobywaj programy Executive PG, Advanced Certificate Programs lub Masters Programs, aby przyspieszyć swoją karierę.

2. Strukturalne wzorce projektowe

Strukturalny wzorzec projektowy organizuje różne obiekty i klasy, aby budować większe konstrukcje i oferować nowe funkcje. Koncentruje się na poprawie wydajności i elastyczności twoich klas i obiektów.

Wzorce projektowe konstrukcyjne wykorzystują dziedziczenie do tworzenia niezbędnych interfejsów. Identyfikują również relacje, które upraszczają strukturę.

• Metoda FlyWeight

Metoda flyweight pozwala zmieścić więcej obiektów w dostępnej pamięci RAM, pozwalając im współdzielić wspólne komponenty stanu zamiast przechowywać wszystkie dane w jednym obiekcie.

• Metoda proxy

Dzięki metodzie proxy możesz dodać symbol zastępczy dla określonego obiektu. Serwer proxy obsługiwałby dostęp do obiektu, dzięki czemu można działać przed lub po osiągnięciu tego samego żądania.

• Metoda fasadowa

Metoda fasadowa zapewnia prosty interfejs do frameworka, biblioteki lub zaawansowanego zestawu klas. Pozwala odizolować kod od podsystemu.

• Metoda dekoratora

Metoda dekoratora umożliwia dynamiczne dodawanie nowych zachowań do różnych obiektów bez modyfikowania ich implementacji. Robi to, umieszczając je wewnątrz obiektów opakowujących, które zachowują się. Python jest jednym z najbardziej odpowiednich języków programowania do implementacji tego wzorca projektowego.

• Metoda kompozytowa

Metoda złożona określa grupę obiektów, którą można traktować tak, jak traktuje się pojedyncze wystąpienie tych obiektów. Innymi słowy, ta metoda umożliwia komponowanie obiektów w struktury typu drzewa.

• Metoda mostu

Metoda pomostowa umożliwia dzielenie dużych klas na dwie odrębne hierarchie, implementację i abstrakcję. Kolejną zaletą tej metody jest to, że możesz je rozwijać niezależnie od siebie.

• Metoda adaptera

Metoda adaptera umożliwia współpracę między obiektami o niezgodnych interfejsach. Jest zgodny z zasadą pojedynczej odpowiedzialności i zasadą otwarte/zamknięte. Należy używać metody adaptera za pośrednictwem interfejsu klienta, ponieważ umożliwi to zmianę adapterów bez modyfikowania kodu klienta.

3. Behawioralne wzorce projektowe

Behawioralne wzorce projektowe pozwalają znaleźć wzorce komunikacji między obiektami i wdrożyć je zgodnie z wymaganiami. Wzorce te są powiązane z algorytmami i obowiązkami przypisanymi między obiektami. Poniżej przedstawiono różne klasyfikacje behawioralnych wzorców projektowych:

• Metoda gościa

Dzięki tej metodzie możesz oddzielić algorytmy od obiektów, na których operują. Ta metoda jest zgodna z zasadą pojedynczej odpowiedzialności, co oznacza, że ​​możesz przenieść wiele wersji zachowania do klasy. Wymaga jednak aktualizacji każdego odwiedzającego podczas dodawania lub usuwania klasy z hierarchii.

• Metoda szablonu

Metoda szablonu określa szkielet algorytmu w superklasie, jednocześnie pozwalając podklasie zastąpić poszczególne kroki algorytmu bez konieczności wprowadzania zmian w strukturze. Wielką zaletą tej metody jest to, że umożliwia ona wciągnięcie zduplikowanego kodu do niezbędnej nadklasy.

• Metoda strategii

Metoda strategii pozwala zdefiniować rodzinę algorytmów. Za pomocą tej metody można umieścić je w różnych klasach i sprawić, by obiekty były wymienne. Umożliwia wyodrębnienie pewnych informacji o implementacji i ułatwia wprowadzanie różnych strategii bez konieczności zmiany kodu.

• Metoda państwowa

Ta metoda umożliwia obiektowi modyfikowanie swojego zachowania, jeśli zmieni się jego stan wewnętrzny. Pozwala to na zastosowanie stanu w postaci klasy pochodnej wzorca stanu. Obsługuje zmiany stanu za pomocą metod z nadklasy wzorca.

• Metoda obserwatora

Metoda obserwatora umożliwia określenie systemu subskrypcji, który powiadamia różne obiekty o zdarzeniach mających miejsce w obserwowanych obiektach. Definiuje jedną do wielu zależności, więc jeśli stan obiektu ulegnie zmianie, każda z jego zależności otrzyma powiadomienie.

• Metoda Memento

Dzięki metodzie memento możesz zapisać i przywrócić ostatni stan obiektu bez ujawniania szczegółów jego implementacji. Koncentruje się na uchwyceniu i uzewnętrznieniu wewnętrznego stanu obiektu bez zakłócania enkapsulacji kodu. Opcje cofania i ponawiania obecne w różnych rozwiązaniach programowych, takich jak edytory tekstu, IDE i MS Paint, są doskonałym przykładem implementacji metody memento.

• Metoda mediatora

Metoda mediatora pozwala zredukować sprzężenie między składnikami programu. Czyni to, pozwalając im komunikować się pośrednio za pomocą określonego obiektu mediatora. Ta metoda upraszcza modyfikację i rozszerzanie komponentów, ponieważ nie pozostają one zależne od innych klas. Metoda mediatora składa się z czterech elementów: mediatora, konkretnego mediatora, kolegi i konkretnego kolegi.

• Metoda iteratora

Metoda iteracyjna umożliwia przeglądanie elementów kolekcji bez eksponowania szczegółów elementów. Umożliwia sekwencyjny dostęp do składników zaawansowanych struktur danych, bez powtórzeń. Korzystając z metody iteracyjnej, możesz przechodzić przez różne rodzaje struktur danych, takie jak stos, wykresy, drzewa i wiele innych.

• Metoda poleceń

Metoda command umożliwia parametryzację klientów z logowaniem lub kolejkowaniem żądań. Oznacza to, że przycisk, którego użyłeś dla jednej funkcji, może być użyty dla innej. Metoda command hermetyzuje informacje niezbędne do wyzwolenia zdarzenia lub wykonania określonej akcji.

• Metoda łańcucha odpowiedzialności

Metoda łańcucha odpowiedzialności jest zorientowaną obiektowo formą if…elif…elif…else. Umożliwia przekazywanie żądań przez łańcuch obsługi. Możesz zmienić kolejność bloków warunku w czasie wykonywania, używając metody łańcucha odpowiedzialności. Koncentruje się na oddzieleniu nadawców od odbiorców formularza zapytania.

Zostań profesjonalistą Pythona

Różne wzorce projektowe Pythona, które omówiliśmy w poprzedniej sekcji, były tylko wierzchołkiem góry lodowej. Python to szeroki język programowania z wieloma funkcjami i aplikacjami.

Ucząc się Pythona, musisz uczyć się go w kontekście jego zastosowania. W ten sposób skutecznie nauczysz się przedmiotu i szybko sprawdzisz swoje umiejętności. Obecnie jednym z najbardziej pożądanych i rozpowszechnionych zastosowań Pythona jest nauka o danych.

Jeśli jesteś zainteresowany nauką Pythona i używaniem go profesjonalnie, najlepiej będzie, jeśli weźmiesz udział w kursie nauki o danych.

W upGrad oferujemy program Executive PG w dziedzinie nauki o danych z IIIT-B. Kurs trwa 12 miesięcy i oferuje sześć różnych specjalizacji:

• Inżynieria danych
• Analityka biznesowa
• Analiza biznesowa/analiza danych
• Naturalne przetwarzanie uczenia się
• Głęboka nauka
• Generalista ds. nauki o danych

Ten kurs nie tylko nauczy Cię podstawowych i zaawansowanych koncepcji Pythona, ale także obejmuje inne istotne technologie, które pomogą Ci zostać wykwalifikowanym naukowcem zajmującym się danymi. Obejmują one uczenie maszynowe, wizualizację danych, przetwarzanie języka naturalnego i wiele więcej.

UpGrad ma bazę ponad 40 000 uczniów w ponad 85 krajach. Program oferuje naukę peer-to-peer, umożliwiając globalną sieć kontaktów z innymi profesjonalistami i studentami.

Podczas kursu otrzymasz 360-stopniowe wsparcie kariery i indywidualny mentoring od ekspertów branżowych.

Streszczenie

Wzorce projektowe Pythona oferują mnóstwo korzyści. Pozwalają usprawnić proces kodowania poprzez szybkie rozwiązywanie problemów. Wzorce projektowe upraszczają również kod i ułatwiają udostępnianie go innym profesjonalistom, co jest szczególnie przydatne podczas współpracy.

Jakie są Twoje przemyślenia na temat wzorców projektowych? Daj nam znać, upuszczając komentarz poniżej.

Przygotuj się na karierę przyszłości

Złóż wniosek o Advanced Certificate Program in Data Science z IIIT-B