面向机器学习工程师的 Python 设计模式：Observer
面向机器学习工程师的 Python 设计模式：Observer
了解如何通过采用设计模式来构建代码：基于 Instagram 的示例
介绍
模式描述了一个经常出现的问题并提出
在类/对象组织方面可能的解决方案
一般认为可以有效地解决问题本身。
设计模式具有四个主要元素：
- 姓名： 助记符参考，使我们能够用一两个词识别问题和解决方案。
- 问题： 模式旨在提供解决方案的问题和上下文的描述。
- 解决方案： 描述了构成
解决方案以及它们之间的关系。 - 结果： 指定应用所提议的解决方案可能带来的后果。
有几类设计模式，但已经确定了两个主要标准：
模式指的是什么：
- 对象 : 可以改变的对象之间的关系
执行。 - 课程 ：关注类和子类之间的关系。
模式的作用（目的）：
- 创造的 : 涉及创建对象的过程。
- 结构 : 涉及类和对象的组成。
- 行为的 : 定义类和对象如何交互和
在他们之间分配责任。
但是存在多少设计模式呢？在下图中，您将看到根据其范围和目的在表格中结构化的设计模式列表。在接下来的文章中，我们将介绍最常见的设计模式。
Design Patterns (Image by Author)
如何定义设计模式？
设计模式由一些描述和促进其使用的基本属性定义。这些属性是：
- 结构 ：通过UML的图形表示所涉及的类和
他们的关系。 (1) 参与者 ：参与模式的类，它们的关系和职责。 (2) 合作 ：各个班级如何协作以实现目标。 - 结果 ：使用该模式的优缺点以及使用该模式可能产生的副作用。
- 执行 : 实施的技术和建议
还参考特定的编程语言。 - 示例源代码 : 提供的代码片段
实施指南。 - 已知用途 ：在现有系统中的使用示例。
- 相关模式 ：与其他模式的差异和最重要的关系。
观察者
在我看来，理解如何定义设计模式的最简单方法是通过展示一个示例，让我们从观察者设计模式开始！
假设你是一个足球迷，你最喜欢的球员是克里斯蒂亚诺·罗纳尔多。您非常热情，想要了解有关该玩家的每条新闻和更新，因此您决定在 Instagram 上关注他。
现在您关注克里斯蒂亚诺·罗纳尔多，每次他在 Instagram 上发布帖子或采取行动时，您都会收到通知，并且所有内容都会出现在您的提要中。
在这个模式中，我们有两个演员，你是 观察者 而克里斯蒂亚诺·罗纳尔多是 主题 .
但是你会很容易理解，这不可能是一对一的关系。 克里斯蒂亚诺·罗纳尔多 是 Instagram 上最受关注的帐户之一，迄今为止大约有 4.82亿关注者 .这会让你明白 一个主题可以有多个观察者 ，所有人都对他的更新感兴趣。所以 关系 必须是 一对多 类型。
Subject-Observer relationship (Image by Author)
类图
在向您展示如何在 Python 中实现这种设计模式之前，我先为您提供一张带有类图的图像，以便您了解类之间的关系以及需要应用的方法。
Class Diagram (Image by Author)
- Observer 和 Subject 是接口
- 所有需要数据的观察者都需要实现 Observer 接口。
- notify() 方法定义了当主体提供其数据时要采取的行动。
- 主题维护一个名为“observers”的观察集合，它是当前注册的观察者的列表。
- registerObserver() 和 unregisterObserver() 分别是添加和删除观察者的方法。
- 当数据改变并且需要为观察者提供新数据时调用 notifyObservers()。
让我们编码吧！
首先，我们创建抽象类 Observer 和 Subject。在 Python 中创建抽象类必须继承 ABC。
观察者将有一个 update() 抽象方法，一旦他关注的 VIP 帐户发布了新内容，该方法就会通知他。
而Subject，即拥有这么多粉丝的VIP，有3个抽象功能，一个是注册一个新用户，一个是删除他，另一个（最重要的）是通知他的所有粉丝他创建了一个新帖子.
现在我们创建 InstaVIP 类，即负责实例化我们的 VIP（例如 Cristiano Ronaldo）的类。
请注意，notifyObserver 滚动浏览保存在名为observers_collection 的列表中的所有VIP 关注者以通知他们。
现在我们开发Follower类，也就是我们的观察者类。每个观察者都由一个用户名定义。在这个类中，我们应该定义每当 VIP 发布内容时都会调用的 update() 方法。理想情况下，此方法将更新我们的 Instagram 提要，但在这种情况下，它只会简单打印 VIP 发布了新内容的事实。
现在我们主要创建两个 Instagram 帐户： @theRealAccount1 和 @account2官方 .然后我们实例化我们的 VIP Cristiano Ronaldo。
主题必须注册我们的关注，这发生在两个账户在罗纳尔多的 Instagram 账户中点击“关注”时。
现在 Ronaldo 将使用 newPost() 方法创建一个新帖子。
在C罗的新帖生成时，会调用两个账号的更新方法，实际上会打印：
创建了新帖子
@theRealAccount1 的通知：罗纳尔多创建的新帖子 @account2Official 的通知：罗纳尔多创建的新帖子
最后的想法
设计模式描述了一个经常出现的问题并提出
就类/对象组织而言，一种可能的解决方案通常被认为可以有效地解决问题本身。在各种各样的应用程序中，我们发现了相同的问题，即需要在主题更改其数据时立即通知（例如，see 发布了某些内容），而正确应用这种设计模式可以使我们的生活更轻松！
在以后的文章中，我将讨论机器学习工程师需要了解的其他设计模式，以便能够编写干净的结构化代码。
结束
马塞洛·波利蒂
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