Python之设计模式

一、内容

不直接向客户端暴露对象创建的实现细节，而是通过一个工厂类来负责创建产品类的实例。

二、角色

工厂角色（Creator）
抽象产品角色（Product）
具体产品角色（Concrete Product）

三、优点

隐藏了对象创建的实现细节
客户端不需要修改代码

四、缺点

违反了单一职责原则，将创建逻辑集中到一个工厂类中
当添加新产品时，需要修改工厂类代码，违反了开放封闭原则

from abc import abstractmethod,ABCMeta
class Payment(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def pay(self,money):
        pass

class Alipay(Payment):
    def pay(self, money):
        print(‘支付宝支付了%s元‘%money)

class Applepay(Payment):
    def pay(self, money):
        print(‘微信支付了%s元‘ %money)

class Yuebao(Payment):
    def pay(self,money):
        print(‘余额宝支付了%s元‘ %money)


class PaymentFactory:
    ‘‘‘工厂类：封装了对象创建的细节‘‘‘
    def create_payment(self,method):
        if method ==‘alipay‘:
            return Alipay()
        elif method ==‘applepay‘:
            return Applepay()
        elif method ==‘yuebao‘:
            return Yuebao()
        else:
            return NameError(method)

factory = PaymentFactory()
alipay=factory.create_payment(‘yuebao‘)
alipay.pay(100)

一、内容

定义一个用于创建对象的接口（工厂接口），让子类决定实例化哪一个产品类

二、角色

抽象工厂角色（Creator）
具体工厂角色（Concrere Creator）
抽象产品角色（Product）
具体产品角色（Concrete Product）
工厂方法模式相比简单工厂模式将每个具体产品都对应一个具体工厂

三、优点

每个具体产品都对应一个具体工厂类，不需要修改工厂类代码
隐藏了对象创建的实现细节

四、缺点

每增加一个具体产品类，就必须增加一个相应的具体工厂类

五、使用场景

需要生产多种、大量复杂对象的时候
需要降低耦合度的时候
当系统的产品种类需要经常扩展的时候

from abc import ABCMeta,abstractmethod
class PaymentFactory(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def create_payment(self):
        pass

class Payment(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def pay(self,money):
        pass

class Alipay(Payment):
    def pay(self, money):
        print(‘支付宝支付了%s元‘%money)

class Applepay(Payment):
    def pay(self, money):
        print(‘微信支付了%s元‘ %money)

class AlipayFactory(PaymentFactory):
    def create_payment(self):
        return Alipay()

class AppleFactory(PaymentFactory):
    def create_payment(self):
        return Applepay()

apple = AppleFactory()
apple.create_payment().pay(100)

alipay = AlipayFactory()
alipay.create_payment().pay(300)

#输出
# 微信支付了100元
# 支付宝支付了300元

一、内容

定义一个工厂类接口，当工厂子类来创建一系列相关或相互依赖的对象

例：生产一部手机，需要手机壳、CPU、操作系统三类对象进行组装，其中每类对象都有不同的种类。对每个具体工厂，分别生产一部手机所需要的三个对象。

二、角色

抽象工厂角色（Creator）
具体工厂角色（Concrete Creator）
抽象产品角色（Product）
具体产品角色（Concrete Product）
客户端（Client）
相比工厂方法模式，抽象工厂模式中的每个具体工厂都产生一套产品

三、优点

将客户端与类的具体实现相分离
每个工厂创建了一个完整的产品系列，使得易于交换产品系列
有利于产品的一致性（即产品之间的约束关系）

四、缺点

难以支持新种类的（抽象）产品

五、使用场景

 系统要独立于产品的创建与组合时

 强调一系列相关的产品对象的设计以便进行联合使用时 

 提供一个产品类库，想隐藏产品的具体实现时

from abc import abstractmethod,ABCMeta

#==============抽象产品============
class PhoneShell(metaclass=ABCMeta):
    ‘‘‘手机壳‘‘‘
    @abstractmethod
    def show_shell(self):
        pass

class CPU(metaclass=ABCMeta):
    ‘‘‘CPU‘‘‘
    @abstractmethod
    def show_cpu(self):
        pass

class OS(metaclass=ABCMeta):
    ‘‘‘操作系统‘‘‘
    @abstractmethod
    def show_os(self):
        pass


# ===============抽象工厂==============
class PhoneFactory(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def make_shell(self):
        ‘‘‘制作手机壳‘‘‘
        pass

    @abstractmethod
    def make_cpu(self):
        ‘‘‘制作cpu‘‘‘
        pass

    @abstractmethod
    def make_os(self):
        ‘‘‘制作手机壳‘‘‘
        pass


# =================具体产品==============
class SmallShell(PhoneShell):
    def show_shell(self):
        print(‘普通手机小手机壳‘)

class BigShell(PhoneShell):
    def show_shell(self):
        print(‘普通手机大手机壳‘)

class AppleShell(PhoneShell):
    def show_shell(self):
        print(‘苹果手机壳‘)

class YingTeerCPU(CPU):
    def show_cpu(self):
        print(‘英特尔cpu‘)

class MediaCPU(CPU):
    def show_cpu(self):
        print(‘联发科cpu‘)

class AppleCPU(CPU):
    def show_cpu(self):
        print(‘苹果cpu‘)

class Android(OS):
    def show_os(self):
        print(‘Android系统‘)

class IOS(OS):
    def show_os(self):
        print(‘ios系统‘)

# ==============具体工厂================
class MiFactory(PhoneFactory):
    def make_shell(self):
        return SmallShell()

    def make_cpu(self):
        return AppleCPU()

    def make_os(self):
        return Android()

class HuaWeiactory(PhoneFactory):
    def make_shell(self):
        return BigShell()

    def make_cpu(self):
        return YingTeerCPU()

    def make_os(self):
        return Android()

# ===============使用===============
class Phone:
    def __init__(self,cpu,os,shell):
        self.cpu = cpu
        self.os = os
        self.shell = shell

    def show_info(self):
        print(‘手机信息‘)
        self.cpu.show_cpu()
        self.os.show_os()
        self.shell.show_shell()

def make_phone(factory):
    cpu = factory.make_cpu()
    os = factory.make_os()
    shell = factory.make_shell()
    return Phone(cpu,os,shell)

p1 = make_phone(HuaWeiactory())
p1.show_info()

p2 = make_phone(MiFactory())
p2.show_info()

一、内容

将一个复杂对象的构建与它表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示

二、角色

抽象建造者
具体建造者
指挥者
产品
建造者模式与抽象工厂模式相似，也用来创建复杂对象。主要区别是建造者模式着重一步步构造一个复杂对象，而抽象工厂模式着重于多个系列的产品对象。

三、优点

隐藏了一个产品的内部结构和装配过程
将构造代码与表示代码分开
可以将构建过程进行更精细的控制

五、使用场景

当创建复杂对象的算法（Director）应该独立于该对象的组成部分以及它们的装配方式（Builder）时
当构造过程允许被构造的对象有不同的表示时（不同Builder）

import random
from abc import abstractmethod, ABCMeta

#------产品------

class Player:
    def __init__(self, face=None, body=None, arm=None, leg=None):
        self.face = face
        self.arm = arm
        self.leg = leg
        self.body = body

    def __str__(self):
        return "%s, %s, %s, %s" % (self.face, self.arm, self.body, self.leg)


#------建造者------


class PlayerBuilder(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def build_face(self):
        pass
    @abstractmethod
    def build_arm(self):
        pass
    @abstractmethod
    def build_leg(self):
        pass
    @abstractmethod
    def build_body(self):
        pass
    @abstractmethod
    def get_player(self):
        pass


class BeautifulWomanBuilder(PlayerBuilder):
    def __init__(self):
        self.player = Player()
    def build_face(self):
        self.player.face = "漂亮脸蛋"
    def build_arm(self):
        self.player.arm="细胳膊"
    def build_body(self):
        self.player.body="细腰"
    def build_leg(self):
        self.player.leg="长腿"
    def get_player(self):
        return self.player

class RandomPlayerBuilder(PlayerBuilder):
    def __init__(self):
        self.player = Player()
    def build_face(self):
        self.player.face = random.choice(["瓜子脸","西瓜子脸"])
    def build_arm(self):
        self.player.arm=random.choice(["长胳膊","短胳膊"])
    def build_body(self):
        self.player.body=random.choice(["苗条","胖"])
    def build_leg(self):
        self.player.leg=random.choice(["长腿","短腿"])
    def get_player(self):
        return self.player

class PlayerDirector:
    def __init__(self, builder):
        self.builder = builder
    # 控制组装顺序
    def build_player(self):
        self.builder.build_body()
        self.builder.build_face()
        self.builder.build_arm()
        self.builder.build_leg()
        return self.builder.get_player()




pd = PlayerDirector(RandomPlayerBuilder())
p = pd.build_player()
print(p)

每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题，以及该问题的解决方案的核心。这样你就能一次又一次地使用该方案而不必做重复劳动。”

每一个设计模式系统地命名、解释和评价了面向对象系统中一个重要的和重复出现的设计。

GoF（Gang of Four）

设计模式四个基本要素：模式名称、问题、解决方案、效果

一、内容

使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接受者之间的耦合关系。将这些对象连成一条链，并沿着这条链传递该请求

直到有一个对象处理它为止

二、角色

抽象处理者
具体处理者
客户端
例：请假部门批准：项目主管----》部门经理----》总经理 

三、优点

降低耦合度：一个对象无需知道是其他哪一个对象处理其请求
四、缺点

请求不保证被接收：链的末端没有处理或者链配置错误

五、适用场景

有多个对象可以处理一个请求，哪个对象处理由时间运行时决定
在不明确接受者的情况下，向多个对象中的一个提交一个请求