笔记:python设计模式

本文深入探讨了Python设计模式的核心概念,包括策略模式、适配器模式、工厂模式、装饰器模式和单例模式,旨在帮助程序员理解如何通过设计模式提高代码的可维护性和复用性。

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概述

整理网上python设计模式资料并梳理。
来源:

什么是设计模式

  • 按照设计方法理解,就是“套路”,对经常碰到的一些编程问题的可重用解决方案。
  • 按照程序设计的基本概念来理解,就是增加一个抽象层,将程序代码中不变的核心和结构抽取出来。
  • 所以,设计模式的目的就是分离代码中的可变部分,这样不仅会使代码可维护性更高,而且会让代码更易于理解,从而降低开发成本。
  • 这个可变部分,是运行时要求的可变:按照上下文选择程序和数据结构。

为什么使用设计模式

理论上来说,设计模式是经过总结优化的、比较好的解决方案,代表最佳实践。
只要是面向对象编程,设计模式的理念都可以融入;反过来说,如果是面向过程编程则很少使用设计模式,或者说用处不大。(换句话说,OPP很难分离代码中可变部分?有待深入理解)

python设计模式

python是面向对象的编程语言,设计模式可以融入,并且有自身特点。

1. 策略模式

与行为相关的设计模式:允许在运行时根据指定的上下文确定程序的动作。
你可以在两个类中封装不同的算法,并且在程序运行时确定到底执行哪种策略。
例子

class StrategyAndAdapterExampleClass():
    def __init__(self, context, class_one, class_two):
        self.context = context
        self.class_one = class_one
        self.class_two = class_two
    def operation1(self):
        if self.context == "Context_For_Class_One":
            self.class_one.operation1_in_class_one_context()
        else:
            self.class_two.operational_in_class_two_context()

在上面的例子中,策略是根据实例化时context变量的值来决定的。如果给定context变量的值是“class_one”,将会执行class_one,否则就会执行class_two。

2. 适配器模式

一个结构性的设计模式,允许通过不同的接口为一个类赋予新的用途,这使得使用不同调用方式的系统都能够使用这个类。

3. 工厂模式

一个就像工厂那样生产对象实例的类,将可能涉及到很多类的对象创建过程封装到一个单独的方法中。通过给定的上下文输出指定的对象实例。

例子
有一个按钮类,有多种变体,例如图片按钮、输入框按钮或是flash按钮等。在不同的场合需要创建不同的按钮,这时候就可以通过一个工厂来创建不同的按钮。

class Button(object):
    html = ""
    def get_html(self):
        return self.html
class Image(Button):
    html = "<img alt='' />"
class Input(Button):
    html = "<input type='text' />"
class Flash(Button):
    html = ""

然后创建工厂类:

class ButtonFactory():
    def create_button(self, typ):
        targetclass = typ.capitalize()
        return globals()[targetclass]()

globals()将以字典的方式返回所有全局变量,因此targetclass = typ.capitalize()将通过传入的typ字符串得到类名(Image、Input或Flash),而globals()[targetclass]将通过类名取到类的类(见元类),而globals()targetclass将创建此类的对象。

可以这么使用工厂类:

button_obj = ButtonFactory()
button = ['image', 'input', 'flash']
for b in button:
    print button_obj.create_button(b).get_html()

输出将是所有按钮类型的HTML属性。这样就能根据不同的情况指定不同类型的按钮,且易于重用。

4. 装饰器模式

一个结构性模式,允许根据情况在运行时为一个对象添加新的或附加的行为,目的是为给一个特定的对象实例应用扩展的函数方法,并且同时也能够产生没有新方法的原对象。

5. 单例模式

一个创建型的设计模式,确保运行时对某个类只存在单个实例对象,并且提供一个全局的访问点来访问这个实例对象。
因为对于调用单例的其他对象而言这个全局唯一的访问点“协调”了对单例对象的访问请求,所以这些调用者看到的单例内变量都将是同一份。

小结

  • 习惯于OPP编程,确实很难理解设计模式为什么有用。加了一个抽象层,阅读代码是否更容易,值得商榷。
  • python语言本身的特点,尤其还有eval()函数,选择比较多。可能设计模式真的只适合java这种僵硬的语言(一片“符号的海洋”)。C++应用应该也还好。
  • 装饰器模式可能使用比较频繁。
  • 分离代码中的可变部分是核心,也可以有其它实现方式。
基于数据挖掘的音乐推荐系统设计与实现 需要一个代码说明,不需要论文 采用python语言,django框架,mysql数据库开发 编程环境:pycharm,mysql8.0 系统分为前台+后台模式开发 网站前台: 用户注册, 登录 搜索音乐,音乐欣赏(可以在线进行播放) 用户登陆时选择相关感兴趣的音乐风格 音乐收藏 音乐推荐算法:(重点) 本课题需要大量用户行为(如播放记录、收藏列表)、音乐特征(如音频特征、歌曲元数据)等数据 (1)根据用户之间相似性或关联性,给一个用户推荐与其相似或有关联的其他用户所感兴趣的音乐; (2)根据音乐之间的相似性或关联性,给一个用户推荐与其感兴趣的音乐相似或有关联的其他音乐。 基于用户的推荐和基于物品的推荐 其中基于用户的推荐是基于用户的相似度找出相似相似用户,然后向目标用户推荐其相似用户喜欢的东西(和你类似的人也喜欢**东西); 而基于物品的推荐是基于物品的相似度找出相似的物品做推荐(喜欢该音乐的人还喜欢了**音乐); 管理员 管理员信息管理 注册用户管理,审核 音乐爬虫(爬虫方式爬取网站音乐数据) 音乐信息管理(上传歌曲MP3,以便前台播放) 音乐收藏管理 用户 用户资料修改 我的音乐收藏 完整前后端源码,部署后可正常运行! 环境说明 开发语言:python后端 python版本:3.7 数据库:mysql 5.7+ 数据库工具:Navicat11+ 开发软件:pycharm
MPU6050是一款广泛应用在无人机、机器人和运动设备中的六轴姿态传感器,它集成了三轴陀螺仪和三轴加速度计。这款传感器能够实时监测并提供设备的角速度和线性加速度数据,对于理解物体的动态运动状态至关重要。在Arduino平台上,通过特定的库文件可以方便地与MPU6050进行通信,获取并解析传感器数据。 `MPU6050.cpp`和`MPU6050.h`是Arduino库的关键组成部分。`MPU6050.h`是头文件,包含了定义传感器接口和函数声明。它定义了类`MPU6050`,该类包含了初始化传感器、读取数据等方法。例如,`begin()`函数用于设置传感器的工作模式和I2C地址,`getAcceleration()`和`getGyroscope()`则分别用于获取加速度和角速度数据。 在Arduino项目中,首先需要包含`MPU6050.h`头文件,然后创建`MPU6050`对象,并调用`begin()`函数初始化传感器。之后,可以通过循环调用`getAcceleration()`和`getGyroscope()`来不断更新传感器读数。为了处理这些原始数据,通常还需要进行校准和滤波,以消除噪声和漂移。 I2C通信协议是MPU6050与Arduino交互的基础,它是一种低引脚数的串行通信协议,允许多个设备共享一对数据线。Arduino板上的Wire库提供了I2C通信的底层支持,使得用户无需深入了解通信细节,就能方便地与MPU6050交互。 MPU6050传感器的数据包括加速度(X、Y、Z轴)和角速度(同样为X、Y、Z轴)。加速度数据可以用来计算物体的静态位置和动态运动,而角速度数据则能反映物体转动的速度。结合这两个数据,可以进一步计算出物体的姿态(如角度和角速度变化)。 在嵌入式开发领域,特别是使用STM32微控制器时,也可以找到类似的库来驱动MPU6050。STM32通常具有更强大的处理能力和更多的GPIO口,可以实现更复杂的控制算法。然而,基本的传感器操作流程和数据处理原理与Arduino平台相似。 在实际应用中,除了基本的传感器读取,还可能涉及到温度补偿、低功耗模式设置、DMP(数字运动处理器)功能的利用等高级特性。DMP可以帮助处理传感器数据,实现更高级的运动估计,减轻主控制器的计算负担。 MPU6050是一个强大的六轴传感器,广泛应用于各种需要实时运动追踪的项目中。通过 Arduino 或 STM32 的库文件,开发者可以轻松地与传感器交互,获取并处理数据,实现各种创新应用。博客和其他开源资源是学习和解决问题的重要途径,通过这些资源,开发者可以获得关于MPU6050的详细信息和实践指南
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