什么是设计模式

在大学时候，教授讲设计模式和算法大家都是在睡觉......并没有人觉得他们有用。

什么是设计模式

设计模式是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。

重点在哪里？在于设计。
在我们不清楚原型看不清我们到底需要什么的时候，产品经理把需求交给ui，ui设计出了界面。因此前端，后端，产品经理，项目经理，架构师瞬间直观的看懂了。
在中国人关于工程的概念中大概和德国人不太一样。
德国人架在设计然后工程化，中国人喜欢按照思路工程化，对于上层的设计每个人没有责任感。

我们现在写的代码风格应该是建立在设计模式的基础上，但是我们每天敲代码并不知道设计这回事。

所以设计模式，一般编程，算法优化应该是这个顺序吧。

其实设计模式就是一个软件的设计思想，从大型软件架构出发，为了升级和维护方便。

　　

设计模式于己于他人于系统都是多赢的，设计模式使代码编制真正工程化，设计模式是软件工程的基石，如同大厦的一块块砖石一样。
项目中合理的运用设计模式可以完美的解决很多问题，每种模式在现在中都有相应的原理来与之对应，每一个模式描述了一个在我们周围不断重复发生的问题，
以及该问题的核心解决方案，这也是它能被广泛应用的原因。
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。

　　

设计模式的四个基本要素

模式名称、问题、解决方案、效果

　　

经典的《设计模式》一书归纳出23种设计模式，这23种模式又可归为，创建型、结构型和行为型3大类

 

设计模式的分类　　

创建型模式

　　对象的创建和对象的使用分开成为了必然趋势。因为对象的创建会消耗掉系统的很多资源，所以单独对对象的创建进行研究，
从而能够高效地创建对象就是创建型模式要探讨的问题。这里有6个具体的创建型模式可供研究，它们分别是：

简单工厂模式（Simple Factory）；

工厂方法模式（Factory Method）；

抽象工厂模式（Abstract Factory）；

创建者模式（Builder）；

原型模式（Prototype）；

单例模式（Singleton）。

说明：严格来说，简单工厂模式不是GoF总结出来的23种设计模式之一。

依赖于继承的创建型模式：工厂方法模式
依赖于组合的创建性模式：抽象工厂模式、创建者模式

结构型模式

　　在解决了对象的创建问题之后，对象的组成以及对象之间的依赖关系就成了开发人员关注的焦点，
因为如何设计对象的结构、继承和依赖关系会影响到后续程序的维护性、代码的健壮性、耦合性等。
对象结构的设计很容易体现出设计人员水平的高低，这里有7个具体的结构型模式可供研究，它们分别是：

适配器模式（Adapter）；

桥模式（Bridge）；

组合模式（Composite）；

装饰模式（Decorator）；

外观模式（Facade）；

享元模式（Flyweight）

代理模式（Proxy）；

行为型模式

在对象的结构和对象的创建问题都解决了之后，就剩下对象的行为问题了，如果对象的行为设计的好，那么对象的行为就会更清晰，
它们之间的协作效率就会提高，这里有11个具体的行为型模式可供研究，它们分别是：

解释器模式（Interpreter）。

责任链模式（Chain of Responsibility）；

命令模式（Command）；

迭代器模式（Iterator）；

中介者模式（Mediator）；

备忘录模式（Memento）；

观察者模式（Observer）；

状态模式（State）；

策略模式（Strategy）；

访问者模式（Visitor）；

模板方法模式（Template Method）；

　　

设计模式的六大原则

1、开闭原则

　　开闭原则就是说：一个软件实体如类、模块和函数应该对扩展开放，对修改关闭。即软件实体应尽量在不修改原有代码的情况下进行扩展。
在程序需要进行拓展的时候，不能去修改原有的代码，实现一个热插拔的效果。所以一句话概括就是：为了使程序的扩展性好，易于维护和升级。
想要达到这样的效果，我们需要使用接口和抽象类，后面的具体设计中我们会提到这点。

2、里氏替换原则

　　里氏替换原则(Liskov Substitution Principle LSP)面向对象设计的基本原则之一。 里氏代换原则中说，任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。
及所有引用基类（父类）的地方必须能透明地使用其子类的对象。LSP是继承复用的基石，只有当衍生类可以替换掉基类，软件单位的功能不受到影响时，基类才能真正被复用，
而衍生类也能够在基类的基础上增加新的行为。里氏代换原则是对“开-闭”原则的补充。实现“开-闭”原则的关键步骤就是抽象化。
而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现，所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。—— From Baidu 百科

3、依赖倒置原则

　　这个是开闭原则的基础，高层模块不应该依赖低层模块，二者都应该依赖其抽象；抽象不应该依赖细节；细节应该依赖抽象。
换言之，要针对接口编程，而不是针对实现编程。具体内容：是对接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体。

4、接口隔离原则

　　这个原则的意思是：使用多个隔离的接口，比使用单个接口要好。还是一个降低类之间的耦合度的意思，从这儿我们看出，
其实设计模式就是一个软件的设计思想，从大型软件架构出发，为了升级和维护方便。总结概括：使用多个专门的接口，
而不使用单一的总接口，即客户端不应该依赖那些它不需要的接口；降低依赖，降低耦合。

5、迪米特法则（最少知道原则）

　　为什么叫最少知道原则，就是说：一个实体应当尽量少的与其他实体之间发生相互作用，使得系统功能模块相对独立。

6、单一职责原则：

　　不要存在多于一个导致类变更的原因。通俗的说，即一个类只负责一项职责。

　　

面向对象与设计模式

面向对象三大特性：封装，继承，多态

封装：
　　1、把数据和函数包装在类里
　　2、类的边界限制了一些外界的访问 ---》 私有属性

继承：解决代码复用 重写方法叫做：override 重写，复写

多态：父类可以代表子类

抽象类：
　　抽象类不能被实例化
　　抽象类的抽象方法，必须在子类中实现

接口：
　　一种特殊的类，声明了若干方法，要求继承该接口的类必须实现这些方法。
　　作用：限制继承接口的类的方法的名称及调用方式；隐藏了类的内部实现。
　　接口就是一种抽象的基类（父类），限制继承它的类必须实现接口中定义的某些方法

　　

例子：

from abc import abstractmethod, ABCMeta

#定义抽象类
class Payment(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def pay(self, money):
        """支付方法,参数money,每个继承的类都要实现这个方法"""
        pass

#实现Payment接口
class Alipay(Payment):
    def pay(self, money):
        print("支付宝支付%s元"%money)


class ApplePay(Payment):
    def pay(self, money):
        print("苹果支付%s元"%money)


class WechatPay(Payment):
    def pay(self, money):
        print("微信支付%s元"%money)


def func(x):
    x.pay(100)

接口应用代码举例