你应该知道的顶级 Python 设计模式
已发表: 2021-07-21设计模式对程序员来说至关重要。 它们提高了您的编程效率，因为您可以使用设计模式用几行代码解决复杂的问题。 如果你对学习 Python 感兴趣，学习 Python 设计模式是必须的。 学习它们将使您更容易解决各种问题并使您的代码更具功能性。
您不应将设计模式视为可以直接转换为代码的已完成设计。 它们是解释如何有效解决特定问题的模板。 如果您是 python 和数据科学的初学者， upGrad 的数据科学程序绝对可以帮助您深入了解数据和分析的世界。
您应该了解许多 Python 设计模式。 以下几点将更好地解释它们：
目录
设计模式的类型
设计模式主要分为三类：
- 创造型设计模式
- 结构设计模式
- 行为设计模式
它们都有子类别，可以帮助您解决特定类型的问题。 熟悉不同类型的 Python 设计模式至关重要，因为每种模式都适用于特定问题。 设计模式使您可以更轻松地与团队沟通、更早地完成项目并快速发现任何错误。
以下是 Python 设计模式的主要类别和子类别：
1. 创意设计模式
创建模式为您提供有关对象或类实例化的必要信息。 创建设计模式最流行的实现是类创建模式和对象创建模式。 对象创建模式可以使用委托，而类创建模式可以类似地使用继承。
- 单例法
单例方法确保一个类只有一个实例，并为其提供一个全局访问点。 这样，您可以确定一个类只有一个实例。
- 原型法
原型方法允许您复制对象，而无需您的代码依赖于它们的类。 它极大地提高了您的效率，并为您提供了继承的替代方案。
- 建造者方法
builder 方法允许您逐步构建高级对象。 这样，您可以使用相同的代码制作各种类型的单个对象。
- 抽象工厂方法
抽象工厂方法允许您创建彼此相关的对象系列，而无需提供特定的具体类。
- 工厂方法
工厂方法为您提供了在超类中创建对象的接口。 但是，它使子类能够修改您可以创建的对象类型。
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2. 结构设计模式
结构设计模式组织各种对象和类来构建更大的结构并提供新功能。 它专注于提高类和对象的效率和灵活性。
结构设计模式使用继承来创建必要的接口。 他们还确定了简化结构的关系。
- 蝇量法
flyweight 方法允许您将更多对象放入可用 RAM，方法是让它们共享状态的公共组件，而不是将所有数据存储在一个对象中。
- 代理方法
使用代理方法，您可以为特定对象添加占位符。 代理将处理对对象的访问，因此您可以在请求到达之前或之后采取行动。
- 立面法
外观方法为您提供了一个到框架、库或高级类集的简单接口。 它使您可以将代码与子系统隔离开来。
- 装饰器方法
装饰器方法允许您动态地向不同的对象添加新行为，而无需修改它们的实现。 它通过将它们放置在具有行为的包装对象中来实现。 Python 是最适合实现这种设计模式的编程语言之一。
- 复合法
复合方法指定一个对象组，您可以像对待这些对象的单个实例一样对待它。 换句话说，此方法允许您将对象组合成树型结构。
- 桥接法
bridge 方法允许您将大型类拆分为两个不同的层次结构，实现和抽象。 这种方法的另一个亮点是您可以彼此独立地开发它们。
- 适配器方法
适配器方法允许具有不兼容接口的对象之间的协作。 它遵循单一责任原则和开放/封闭原则。 您应该通过客户端接口使用适配器方法，因为它允许您在不修改客户端代码的情况下更改适配器。
3. 行为设计模式
行为设计模式允许您找到对象之间的通信模式并根据需要实现它们。 这些模式与算法和对象之间分配的职责有关。 以下是行为设计模式的各种分类：
- 访客方法
使用这种方法，您可以将算法与它们操作的对象分开。 此方法遵循单一职责原则，这意味着您可以将一个行为的多个版本移动到一个类中。 但是，当您从层次结构中添加或删除类时，它要求您更新每个访问者。
- 模板法
模板方法在超类中指定算法的骨架，同时让子类覆盖算法的特定步骤，而不需要对结构进行任何更改。 这种方法的一大优点是它使您能够将重复的代码拉入必要的超类中。
- 策略方法
策略方法允许您定义算法族。 您可以将它们放在不同的类中，并使用此方法使对象可互换。 它使您能够隔离某些实现信息，并可以轻松引入各种策略，而无需您更改代码。
- 状态方法
此方法使对象能够在其内部状态发生变化时修改其行为。 这允许您以状态模式的派生类的形式使用状态。 它通过使用模式超类中的方法来操作状态的变化。
- 观察者法
观察者方法允许您指定一个订阅系统，通知各种对象他们观察到的对象发生的任何事件。 它定义了一对多的依赖关系，因此如果一个对象的状态发生变化，它的每个依赖项都会收到通知。
- 记忆法
使用 memento 方法，您可以保存和恢复对象的最后状态，而不会暴露其实现细节。 它专注于在不干扰代码封装的情况下捕获和外部化对象的内部状态。 文本编辑器、IDE 和 MS Paint 等各种软件解决方案中的撤消和重做选项是 memento 方法实现的一个很好的例子。
- 中介法
中介方法可以让您减少程序组件之间的耦合。 它是通过允许它们使用特定的中介对象间接通信来实现的。 这种方法简化了组件的修改和扩展，因为它们不依赖于其他类。 中介者法有四个组成部分，中介者、具体中介者、同事和具体同事。
- 迭代器方法
迭代方法允许您遍历集合的元素，而不会暴露元素的详细信息。 它使您能够按顺序访问高级数据结构的组件，而无需重复。 您可以在使用迭代器方法时浏览各种数据结构，例如堆栈、图形、树等。
- 命令方法
命令方法使您能够使用记录或请求排队来参数化客户端。 这意味着您用于一项功能的按钮可以用于另一项功能。 命令方法封装了触发事件或执行特定操作所需的信息。
- 责任链方法
责任链方法是 if…elif…elif…else 的面向对象形式。 它使您能够通过处理程序的链传递请求。 您可以使用责任链方法在运行时重新排列条件操作块。 它侧重于将发送者与请求表单的接收者分离。
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我们在上一节中讨论的各种 Python 设计模式只是冰山一角。 Python 是一种广泛的编程语言，具有多种功能和应用程序。
在学习 Python 时，您必须在其应用程序的上下文中学习它。 这样，您将有效地学习该主题并能够快速测试您的技能。 目前，Python 最受欢迎和最广泛的应用之一是数据科学。
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概括
Python 设计模式为您提供了大量的优势。 它们让您通过快速解决问题来提高编码过程的效率。 设计模式还简化了您的代码并使其更容易与其他专业人员共享，这在协作期间特别有用。
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