Лучшие шаблоны проектирования Python, которые вы должны знать

Шаблоны проектирования жизненно важны для программистов. Они повышают эффективность вашего программирования, поскольку вы можете решать сложные проблемы с помощью нескольких строк кода, используя шаблоны проектирования. Если вы заинтересованы в изучении Python, изучение шаблонов проектирования Python является обязательным. Их изучение облегчит вам решение различных проблем и сделает ваш код более функциональным.

Вы не должны рассматривать шаблоны проектирования как готовые проекты, которые можно напрямую преобразовать в код. Это шаблоны, которые объясняют, как можно эффективно решить конкретную проблему. Если вы новичок в python и науке о данных, программы upGrad по науке о данных определенно помогут вам глубже погрузиться в мир данных и аналитики.

Существует множество шаблонов проектирования Python, о которых вам следует знать. Следующие пункты объяснят их лучше:

Типы шаблонов проектирования

Существуют в основном три категории шаблонов проектирования:

• Креативные шаблоны проектирования
• Шаблоны структурного проектирования
• Шаблоны поведенческого дизайна

Все они имеют подкатегории, которые помогают решать определенные виды проблем. Крайне важно знать различные типы шаблонов проектирования Python, поскольку каждый из них подходит для решения конкретной задачи. Шаблоны проектирования облегчают вам общение с вашей командой, раньше завершают проекты и быстро находят любые ошибки.

Вот основные категории и подкатегории шаблонов проектирования Python:

1. Шаблоны креативного дизайна

Создаваемые шаблоны дают вам необходимую информацию об экземпляре объекта или класса. Наиболее популярными реализациями порождающих шаблонов проектирования являются шаблоны создания классов и шаблоны создания объектов. Шаблоны создания объектов могут использовать делегирование, в то время как шаблоны создания классов могут использовать наследование аналогичным образом.

• Метод Синглтона

Метод singleton гарантирует, что класс имеет только один экземпляр, и предоставляет для него глобальную точку доступа. Таким образом, вы можете быть уверены, что класс имеет только один экземпляр.

• Метод прототипа

Метод прототипа позволяет вам копировать объекты, не требуя, чтобы ваш код зависел от их классов. Это значительно повышает вашу эффективность и дает вам альтернативу наследованию.

• Метод строителя

Метод Builder позволяет поэтапно создавать сложные объекты. Таким образом, вы можете создавать различные виды одного объекта, используя один и тот же код.

• Абстрактный фабричный метод

Метод абстрактной фабрики позволяет создавать семейства объектов, связанных друг с другом, не задавая конкретных конкретных классов.

• Заводской метод

Фабричный метод предоставляет вам интерфейс для создания объектов в суперклассе. Однако он позволяет подклассам изменять тип объекта, который вы можете создать.

Изучайте онлайн- курсы по аналитике данных в лучших университетах мира. Участвуйте в программах Executive PG, Advanced Certificate Programs или Master Programs, чтобы ускорить свою карьеру.

2. Шаблоны структурного проектирования

Шаблон структурного проектирования организует различные объекты и классы для создания более крупных структур и предлагает новые функциональные возможности. Основное внимание уделяется повышению эффективности и гибкости ваших классов и объектов.

Шаблоны структурного проектирования используют наследование для создания необходимых интерфейсов. Они также определяют отношения, которые упрощают структуру.

• Метод мухи

Метод легковеса позволяет разместить больше объектов в доступной оперативной памяти, позволяя им совместно использовать общие компоненты состояния вместо хранения всех данных в одном объекте.

• Прокси-метод

С помощью прокси-метода вы можете добавить заполнитель для определенного объекта. Прокси будет обрабатывать доступ к объекту, поэтому вы можете действовать до или после того, как запрос достигнет того же.

• Фасадный метод

Фасадный метод предоставляет вам простой интерфейс к фреймворку, библиотеке или расширенному набору классов. Это позволяет изолировать код от подсистемы.

• Метод декоратора

Метод декоратора позволяет динамически добавлять новые поведения к различным объектам без изменения их реализации. Он делает это, помещая их внутрь объектов-оболочек, которые имеют поведение. Python является одним из наиболее подходящих языков программирования для реализации этого шаблона проектирования.

• Композитный метод

Составной метод задает группу объектов, с которой можно работать так же, как с одним экземпляром этих объектов. Другими словами, этот метод позволяет объединять объекты в древовидные структуры.

• Мостовой метод

Метод моста позволяет разделить большие классы на две отдельные иерархии, реализацию и абстракцию. Еще одна особенность этого метода заключается в том, что вы можете разрабатывать их независимо друг от друга.

• Метод адаптера

Метод адаптера позволяет взаимодействовать между объектами с несовместимыми интерфейсами. Он следует принципу единой ответственности и принципу открытости/закрытости. Вы должны использовать метод адаптера через клиентский интерфейс, так как это позволит вам изменить адаптеры без изменения кода клиента.

3. Шаблоны поведенческого дизайна

Шаблоны поведенческого проектирования позволяют вам находить шаблоны для связи между объектами и реализовывать их по мере необходимости. Эти шаблоны связаны с алгоритмами и обязанностями, назначенными между объектами. Ниже приведены различные классификации шаблонов поведенческого проектирования:

• Метод посетителя

С помощью этого метода вы можете отделить алгоритмы от объектов, с которыми они работают. Этот метод следует принципу единой ответственности, что означает, что вы можете перемещать несколько версий поведения в класс. Однако при добавлении или удалении класса из иерархии требуется, чтобы вы обновляли информацию о каждом посетителе.

• Метод шаблона

Метод шаблона определяет скелет алгоритма в суперклассе, позволяя подклассу переопределять определенные шаги алгоритма, не требуя каких-либо изменений в структуре. Большим преимуществом этого метода является то, что он позволяет вытащить повторяющийся код в нужный суперкласс.

• Метод стратегии

Метод стратегии позволяет определить семейство алгоритмов. С помощью этого метода вы можете поместить их в разные классы и сделать объекты взаимозаменяемыми. Это позволяет изолировать определенную информацию о реализации и упрощает введение различных стратегий, не требуя изменения кода.

• Государственный метод

Этот метод позволяет объекту изменять свое поведение при изменении его внутреннего состояния. Это позволяет использовать состояние в форме производного класса шаблона состояния. Он управляет изменениями состояния, используя методы суперкласса шаблона.

• Метод наблюдателя

Метод наблюдателя позволяет указать систему подписки, которая уведомляет различные объекты о любых событиях, происходящих с объектами, за которыми они наблюдают. Он определяет от одной до нескольких зависимостей, поэтому при изменении состояния объекта каждый из его зависимых элементов получает уведомление.

• Метод напоминания

С помощью метода memento вы можете сохранять и восстанавливать последнее состояние объекта, не раскрывая деталей его реализации. Он фокусируется на захвате и внешнем отображении внутреннего состояния объекта, не нарушая инкапсуляцию кода. Параметры отмены и повтора, представленные в различных программных решениях, таких как текстовые редакторы, IDE и MS Paint, являются прекрасным примером реализации метода напоминания.

• Медиаторный метод

Метод посредника позволяет уменьшить связь между компонентами программы. Он делает это, позволяя им общаться косвенно, используя определенный объект-посредник. Этот метод упрощает модификацию и расширение компонентов, поскольку они не остаются зависимыми от других классов. Метод посредника состоит из четырех компонентов: посредник, конкретный посредник, коллега и конкретный коллега.

• Метод итератора

Итеративный метод позволяет просматривать элементы коллекции, не раскрывая детали элементов. Это позволяет вам обращаться к компонентам расширенных структур данных последовательно, без повторения. При использовании метода итератора вы можете просматривать различные типы структур данных, такие как стек, графы, деревья и многие другие.

• Метод команды

Командный метод позволяет параметризовать клиентов с ведением журнала или постановкой запросов в очередь. Это означает, что кнопка, которую вы использовали для одной функции, может быть использована для другой. Метод команды инкапсулирует необходимую информацию для запуска события или выполнения определенного действия.

• Метод цепочки ответственности

Метод цепочки ответственности — это объектно-ориентированная форма if…elif…elif…else. Это позволяет вам передавать запросы через цепочку обработчиков. Вы можете переупорядочивать блоки условия-действия во время выполнения, используя метод цепочки ответственности. Основное внимание уделяется отделению отправителей от получателей формы запроса.

Станьте профессионалом Python

Различные шаблоны проектирования Python, которые мы обсуждали в предыдущем разделе, были лишь верхушкой айсберга. Python — это широкий язык программирования с множеством функций и приложений.

Изучая Python, вы должны изучать его в контексте его применения. Таким образом, вы эффективно изучите предмет и сможете быстро проверить свои навыки. В настоящее время одним из самых востребованных и распространенных приложений Python является наука о данных.

Если вы заинтересованы в изучении Python и использовании его в качестве профессионала, лучше всего записаться на курс по науке о данных.

В upGrad мы предлагаем программу Executive PG по науке о данных с IIIT-B. Курс длится 12 месяцев и предлагает вам шесть различных специализаций:

• Инжиниринг данных
• Бизнес-аналитика
• Бизнес-аналитика/аналитика данных
• Обработка естественного обучения
• Глубокое обучение
• Универсальный специалист по науке о данных

Этот курс не только научит вас базовым и продвинутым концепциям Python, но также охватит другие соответствующие технологии, которые помогут вам стать квалифицированным специалистом по данным. Они включают машинное обучение, визуализацию данных, обработку естественного языка и многое другое.

upGrad имеет студенческую базу из более чем 40 000 студентов в более чем 85 странах. Программа предлагает обучение по принципу «равный-равному», что позволяет вам общаться по всему миру с коллегами-профессионалами и студентами.

Во время курса вы получите всестороннюю поддержку карьеры и индивидуальное наставничество от отраслевых экспертов.

Резюме

Шаблоны проектирования Python предлагают массу преимуществ. Они позволяют сделать процесс кодирования более эффективным за счет быстрого решения проблем. Шаблоны проектирования также упрощают ваш код и упрощают его совместное использование с другими профессионалами, что особенно полезно при совместной работе.

Что вы думаете о шаблонах проектирования? Дайте нам знать, оставив комментарий ниже.

Подготовьтесь к карьере будущего

Подать заявку на участие в программе повышения квалификации в области науки о данных от IIIT-B