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Python的23种设计模式

2023-01-17  本文已影响0人  James999

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1 单例模式

8 门面模式

假设有一组火警报警系统，由三个子元件构成：一个警报器，一个喷水器，一个自动拨打电话的装置。其抽象如下：

class AlarmSensor:
    def run(self):
        print("Alarm Ring...")
class WaterSprinker:
    def run(self):
        print("Spray Water...")
class EmergencyDialer:
    def run(self):
        print("Dial 119...")

在业务中如果需要将三个部件启动，例如，如果有一个烟雾传感器，检测到了烟雾。在业务环境中需要做如下操作：

if __name__=="__main__":
    alarm_sensor=AlarmSensor()
    water_sprinker=WaterSprinker()
    emergency_dialer=EmergencyDialer()
    alarm_sensor.run()
    water_sprinker.run()
    emergency_dialer.run()

但如果在多个业务场景中需要启动三个部件，怎么办？Ctrl+C加上Ctrl+V么？当然可以这样，但作为码农的基本修养之一，减少重复代码是应该会被很轻易想到的方法。这样，需要将其进行封装，在设计模式中，被封装成的新对象，叫做门面。门面构建如下：

class EmergencyFacade:
    def __init__(self):
        self.alarm_sensor=AlarmSensor()
        self.water_sprinker=WaterSprinker()
        self.emergency_dialer=EmergencyDialer()
    def runAll(self):
        self.alarm_sensor.run()
        self.water_sprinker.run()
        self.emergency_dialer.run()

这样，业务场景中这样写就可以了：

if __name__=="__main__":
    emergency_facade=EmergencyFacade()
    emergency_facade.runAll()

二、门面模式

门面模式也叫外观模式，定义如下：要求一个子系统的外部与其内部的通信必须通过一个统一的对象进行。门面模式提供一个高层次的接口，使得子系统更易于使用。门面模式注重“统一的对象”，也就是提供一个访问子系统的接口。门面模式与之前说过的模板模式有类似的地方，都是对一些需要重复方法的封装。但从本质上来说，是不同的。模板模式是对类本身的方法的封装，其被封装的方法也可以单独使用；而门面模式，是对子系统的封装，其被封装的接口理论上是不会被单独提出来用的。


图片.png

三、门面模式的优点和使用场景

四、门面模式的缺点

1、门面模式的缺点在于，不符合开闭原则，一旦系统成形后需要修改，几乎只能重写门面代码，这比继承或者覆写等方式，或者其它一些符合开闭原则的模式风险都会大一些。

19 观察者模式

一、火警报警器

在门面模式中，我们提到过火警报警器。在当时，我们关注的是通过封装减少代码重复。而今天，我们将从业务流程的实现角度，来再次实现该火警报警器。

class AlarmSensor:
    def run(self):
        print("Alarm Ring...")
class WaterSprinker:
    def run(self):
        print("Spray Water...")
class EmergencyDialer:
    def run(self):
        print("Dial 119...")

以上是门面模式中的三个传感器类的结构。仔细分析业务，报警器、洒水器、拨号器都是“观察”烟雾传感器的情况来做反应的。因而，他们三个都是观察者，而烟雾传感器则是被观察对象了。根据分析，将三个类提取共性，泛化出“观察者”类，并构造被观察者。观察者如下：

class Observer:
    def update(self):
        pass
class AlarmSensor(Observer):
    def update(self,action):
        print("Alarm Got: %s" % action)
        self.runAlarm()
    def runAlarm(self):
        print("Alarm Ring...")
class WaterSprinker(Observer):
    def update(self,action):
        print("Sprinker Got: %s" % action)
        self.runSprinker()
    def runSprinker(self):
        print("Spray Water...")
class EmergencyDialer(Observer):
    def update(self,action):
        print("Dialer Got: %s"%action)
        self.runDialer()
    def runDialer(self):
        print("Dial 119...")

观察者中定义了update接口，如果被观察者状态比较多，或者每个具体的观察者方法比较多，可以通过update传参数进行更丰富的控制。下面构造被观察者。


class Observed:
    observers=[]
    action=""
    def addObserver(self,observer):
        self.observers.append(observer)
    def notifyAll(self):
        for obs in self.observers:
            obs.update(self.action)
class smokeSensor(Observed):
    def setAction(self,action):
        self.action=action
    def isFire(self):
        return True

被观察者中首先将观察对象加入到观察者数组中，若发生情况，则通过notifyAll通知各观察者。业务代码如下：

if __name__=="__main__":
    alarm=AlarmSensor()
    sprinker=WaterSprinker()
    dialer=EmergencyDialer()

    smoke_sensor=smokeSensor()
    smoke_sensor.addObserver(alarm)
    smoke_sensor.addObserver(sprinker)
    smoke_sensor.addObserver(dialer)

    if smoke_sensor.isFire():
        smoke_sensor.setAction("On Fire!")
        smoke_sensor.notifyAll()

二、观察者模式

观察者模式也叫发布-订阅模式，其定义如下：定义对象间一种一对多的依赖关系，使得当该对象状态改变时，所有依赖于它的对象都会得到通知，并被自动更新。观察者模式的通知方式可以通过直接调用等同步方式实现（如函数调用，HTTP接口调用等），也可以通过消息队列异步调用（同步调用指被观察者发布消息后，必须等所有观察者响应结束后才可以进行接下来的操作；异步调用指被观察者发布消息后，即可进行接下来的操作。）。事实上，许多开源的消息队列就直接支持发布-订阅模式，如ZeroMQ等。


图片.png

三、观察者模式的优点和应用场景

四、观察者模式的缺点

1、观察者模式可能会带来整体系统效率的浪费；2、如果被观察者之间有依赖关系，其逻辑关系的梳理需要费些心思。

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