資訊專欄INFORMATION COLUMN
摘要：所以設(shè)計模式其實就是在前人各種踩坑經(jīng)驗之上，總結(jié)出的各種開發(fā)套路。但更好的套路是使用單例模式它可以保證只創(chuàng)建一個對象第一次訪問時創(chuàng)建，之后訪問時直接返回已有對象，并提供全局的訪問。因此也有很多人對于設(shè)計模式的價值存在質(zhì)疑。
編程教室開了這么久，已經(jīng)有很多人從完全零基礎(chǔ)的小白成為了會寫代碼的菜鳥程序員，能夠自己獨立開發(fā)程序。不過到此階段，常常會遇到瓶頸，感覺功能可以實現(xiàn)，但代碼看起來有些別扭：
代碼中有很多相似的重復(fù)代碼
代碼中有大量的 if，以至于有很長的縮進
單個代碼寫得很長，別人很難看懂，過陣子可能自己都看不懂
總會有沒有考慮到的情況導(dǎo)致 bug
修復(fù)一個 bug 又會產(chǎn)生新的 bug
單個功能可以實現(xiàn)，但多個功能組合在一起就理不清
如果需求發(fā)生變動，代碼修改起來很麻煩
有多種實現(xiàn)方式時不知道該用哪一種
很難和其他人協(xié)作開發(fā)
上述的問題你是不是有過類似困擾？解決的辦法其實也簡單，就是堅持“ 多寫 ”和“ 多讀 ”：
多寫代碼。很多時候你覺得不好處理，并不是因為高深的問題，只是你對代碼的基本使用還不夠熟練。同樣的問題，踩過坑再爬出來，反復(fù)幾次自然你也知道怎么繞開了。
多讀代碼。除了自己寫，看看別人的代碼也會學(xué)到很多。包括教程里的案例、官方示例、開源項目的源碼等。所謂“熟讀唐詩三百首，不會作詩也會吟”嘛。
除了這兩個“笨辦法”外，還有樣?xùn)|西，對于處在這個階段的你或許有很大啟發(fā)，這就是：
設(shè)計模式設(shè)計模式是對于軟件開發(fā)中常見的一些問題所總結(jié)出的解決方案，它并不關(guān)注具體的代碼怎么寫，而是 代碼的結(jié)構(gòu)應(yīng)該如何設(shè)計 ，從而讓代碼 更加可靠、可讀、可重用、易于維護 。它不是一種嚴(yán)格意義上的“技術(shù)”，而是一門“經(jīng)驗主義”，也就是開發(fā)者經(jīng)常提到的“ 最佳實踐 ”。所以設(shè)計模式其實就是在前人各種踩坑經(jīng)驗之上，總結(jié)出的各種開發(fā)“套路”。
舉幾個常見的設(shè)計模式例子：
單例模式
場景舉例：代碼中需要一個共享的資源管理器，保證在代碼只有唯一的一個實例，且代碼各處都可以訪問到。
如果你的代碼只有一個文件，可能不會遇上這個問題。但當(dāng)項目大一點之后，這個問題十分常見。你可以選擇定義一些全局變量來實現(xiàn)。但更好的“套路”是使用單例模式：它可以保證 只創(chuàng)建一個對象 （第一次訪問時創(chuàng)建，之后訪問時直接返回已有對象）， 并提供全局的訪問 。
代碼演示
# 單例類
class Singleton(object):
_instance = None
def __new__(cls, *args, **kw):
if not cls._instance:
cls._instance = super(Singleton, cls).__new__(cls, *args, **kw)
return cls._instance
# 繼承單例
class MyClass(Singleton):
a = 1
# 使用
mc1 = MyClass()
mc2 = MyClass()
print(mc1==mc2)
mc1.a += 1
print(mc2.a)
輸出
True 2
之前我們的文章《Crossin：Python單例模式(Singleton)的N種實現(xiàn)》有專門討論過 Python 中的單例模式實現(xiàn)。
工廠模式
場景舉例：在一個繪圖工具里，有不同的筆刷。當(dāng)點擊不同的筆刷按鈕時，需要創(chuàng)建對應(yīng)的筆刷供使用。
如果把每個按鈕響應(yīng)里都去多帶帶創(chuàng)建，代碼會很冗余且不利于維護。這時可創(chuàng)建一個“工廠”類，將創(chuàng)建筆刷的代碼放在其中， 只需要根據(jù)傳入的參數(shù)不同，返回不同的筆刷實例即可 。就如同工廠根據(jù)訂單生產(chǎn)產(chǎn)品一樣。
代碼演示
# 筆刷工廠，具體類代碼略
def pen_factory(mode):
if mode == "PEN":
return Pen()
elif mode == "PENCIL":
return Pencil()
elif mode == "BRUSH":
return Brush()
else:
return None
# 使用
p = pen_factory("BRUSH")
代理模式
場景舉例：開發(fā)一個論壇，允許用戶在帖子中上傳圖片，于是需要提供保存圖片的功能。
一般為了網(wǎng)站的訪問速度，會選擇第三方的圖片保存服務(wù)。那么在保存圖片的時候，就需要調(diào)用其提供的接口。而應(yīng)用代理模式的話，就會在網(wǎng)站和第三方服務(wù)間增加一層。這樣的好處是可以 將一些額外的處理放在代理層中 ，當(dāng)需要更換第三方服務(wù)時， 不需要修改網(wǎng)站的邏輯 ，只要調(diào)整代理層即可。
代碼演示
class ImgService:
@abstractmethod
def save(self, img):
pass
# 真實類
class XYZImgService(ImgService):
def save(self, img):
# 調(diào)用第三方服務(wù)接口
# 代理類
class ImgServiceProxy(ImgService):
def __init__(self):
self.service = XYZImgService()
def save(self, img):
return self.service.save(img)
# 使用
def save_img(img):
proxy = ImgServiceProxy()
proxy.save(img)
設(shè)計模式的 六大原則 ：
1、 開閉原則 （Open Close Principle）
對擴展開放，對修改關(guān)閉。在需求變動時，盡可能不修改原有代碼，而通過擴展實現(xiàn)。
2、 里氏代換原則 （Liskov Substitution Principle）
在使用繼承時，在子類中盡量不要重寫和重載父類的方法。
3、 依賴倒轉(zhuǎn)原則 （Dependence Inversion Principle）
針對接口編程，細節(jié)依賴于抽象。
4、 接口隔離原則 （Interface Segregation Principle）
降低類之間的耦合度，不依賴不必要的接口。
5、 迪米特法則 ，又稱 最少知道原則 （Demeter Principle）
模塊之間相互獨立，對自己依賴的類需要知道的信息越少越好。
6、 合成復(fù)用原則 （Composite Reuse Principle）
盡量使用合成/聚合的方式，而不是使用繼承。
具體的解讀，今天沒法在一篇推送中展開詳述，而且這是個需要不斷體會和實踐的事情。首先你可以找些相關(guān)書籍讀一讀。設(shè)計模式有一本經(jīng)典書籍：《 Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software 》（《設(shè)計模式：可復(fù)用面向?qū)ο筌浖幕A(chǔ)》）。此書又被稱作“ GoF ”（Gang of Four，四人組），四位業(yè)內(nèi)大牛總結(jié)出了 23 種設(shè)計模式。
然而，我強烈 不 推薦新手去看這本書，因為你很可能看不懂。我推薦的是一本叫做《 Head first 設(shè)計模式 》的書，可以算作上面那本的白話入門版，對于新手來說友好許多，或許幫助更大。
開發(fā)者對于設(shè)計模式的理解大致存在這樣幾個階段：一開始只關(guān)注語法和庫， 不懂設(shè)計模式 ，寫代碼無章法；后來了解了設(shè)計模式之后，開始嘗試 套用設(shè)計模式 ，懂得重構(gòu)代碼，但有時難免教條化或陷入過度設(shè)計的誤區(qū)；等到開發(fā)經(jīng)驗豐富之后， 不再拘泥于所謂的“模式” ，本身寫出的代碼就已經(jīng)契合設(shè)計的原則。
書上的設(shè)計模式是一成不變的，不可能涵蓋每一種開發(fā)場景，而軟件技術(shù)本身也不斷發(fā)展，很多模式已經(jīng)被新的語言特性所實現(xiàn)。因此也有很多人對于設(shè)計模式的價值存在質(zhì)疑。我的看法是，如果你處在新手階段， 學(xué)習(xí)設(shè)計模式是很好的提升方式 ，也可以開拓你的編程思維。而當(dāng)你已經(jīng)走上進階之路之后， 更多的應(yīng)是關(guān)注模式背后的原則 ，寫出更合理的代碼，而并非為了模式而模式。
當(dāng)然這一切，還是都離不開足夠的代碼量。每個程序員都是一行行代碼堆出來。
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