python设计模式

0 前言

设计模式初衷是在实现业务后，采用设计模式对代码进行优化，提高代码效率，提高代码的可维护性和可扩展性，本质就是减弱面向对象中的类之间的依赖关系。

1. 单例模式

1.1 定义

• 确保某一个类中只有一个实例
• 可以实例化，并向整个类提供这个实例，这个类就叫做单例
• 单例模式是一种对象创建型模式

1.2.0 什么时候用单例

以后情况中的一种使用单例模式：

• 该类创建一个对象时会消耗大量的内存
• 该类的数据可以作为整个程序的全局变量

1.2 创建单例模式

1.2.1 最简单的构建方法–采用类方法

上述代码中的单例模式为伪单例模式。存在以下缺点：

• 必须利用getinstance方法才能实现单例，如果利用类名传入，如u3，则上述代码不为单例模式
• 在u1 u2时调用后，u1和u2的name都是zs，在u2创建时，类中已将存在zs的实例，直接返回zs的实例

1.2.2 最简单的构建方法-- 利用__new__方法

重写__new__方法，保证其只执行一次。

上述代码执行步骤：
创建u1和u2的步骤如下。u1 = User(’zs‘)时，会调用__new__方法在内存中创建一个对象，然后调用__intit方法对该对象的属性name进行赋值为’zs’，最后将u1指向这个对象。
调用u2 = User(’ls‘)时，调用__new__方法，由于已将存在实例，__new__方法会直接返回由u1指向的实例对象，然后调用__init__方法进行赋值’ls’操作，会将该实例对象的属性值name赋值为’ls’，最后将u2指向该实例对象。
综上，u1和u2都指向了同一个实例对象，实例对象的属性值为’ls’。
这种单例方法好处和缺点

• 优点：
  解决了利用类方法getInstance的利用类名创建对象时的缺点
• 缺点
  创建对象时采用object类的__new__时
  
  创建出来的类不为单例，上述方法用的及其少。
  因此，python中不能完成单例。

1.3 工厂模式

1.3.1 引言

• 是常见的实例化对象模式
• 本质是用工厂方法代替new操作的一种模式
• 缺点：会增加工作量
• 优点：会增加代码的扩展性；减少代码的修改量(增强可维护性)
• 采用第三方(工厂)减弱两个类之间的依赖关系实现对代码的优化

1.3.2 简单工厂模式

• 工厂中存在静态方法，并在类中采用类方法调用
• 工厂的作用根据一个类指定类型产生另一个类的对象。
• 两种方法：1.采用静态方法，如下；2. 采用全局函数方式(将工厂类的方法作为全局方法，减弱了面向对象的概念，很少用)

1.3.2 工厂方法模式

• 去掉了简单工厂模式的静态方法
• 将工厂定义为抽象类，将产生的类的定义为各种子类，重写工厂类中的方法。
• 直接在主类中调用工厂子类。
  如下：