14、实用的设计模式解析

实用的设计模式解析

1 设计模式简介

设计模式是软件开发中常见问题的可重用解决方案。它们是所有开发者文化的一部分，无论使用何种编程语言。对于Python而言，某些模式可以直接利用语言特性来实现，而其他模式则需要更多的设计和编码工作。通过玩具实现示例，不仅可以解释这些模式的概念，还能展示如何在Python中实现它们。

设计模式分为三大类：创建型模式、结构型模式和行为模式。每种模式都有其独特的应用场景和实现方式。接下来，我们将逐一探讨这些模式，并提供具体的实现示例。

2 创建型模式

创建型模式提供了一种特定的实例化机制。它可以是一个特定的对象工厂，甚至是一个类工厂。这类模式在编译语言（如C语言）中尤为重要，因为在运行时按需生成类型更加困难。但在Python中，创建型模式的应用更为灵活。

2.1 单例模式

单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。这一模式适用于限制对资源的访问，例如数据库连接。

实现单例模式

单例模式确保在应用程序中一个给定的类始终只有一个实例存在。例如，当你想要限制对一个资源的访问，使其只能在一个进程的内存上下文中访问时，可以使用单例模式。例如，数据库连接类可以是一个单例，它处理同步并管理其内存中的数据。

class Singleton(type):
    _instances = {}
    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        if cls not in cls._instances: