设计模式-概述

前言

一些开源的第三方库、框架中大量采用设计模式设计底层代码，使得框架的使用者，可以更加简单、舒服地调用底层代码进行高层代码的开发；

这就是设计模式的魅力所在；

软件开发流程大致分为以下3大流程

需求分析
程序分析和设计
程序开发

设计模式本质是针对面向对象编程，在程序设计阶段应当遵守的设计原则。

什么是好用的代码呢？其实就是代码质量比较高，如何评价代码质量的高低呢？最常用的、最重要的评价标准，就是代码的

遵守这些设计原则，有利于设计出更加松耦合、易于扩展、易于高层代码调用的程序；

一、设计模式概念

设计模式(Design Pattern)是前辈们经过相当长的一段时间的试验和错误总结出来的，是软件开发过程中面临的通用问题的解决方案。

这些解决方案使用设计模式是为了提高代码的

可维护性
可读性
可扩展性
灵活性
简洁性
可复用性
可测试性

每1个设计模式系统地命名、解释和评价了面向对象系统中1个重要的反复出现的设计。

二、面向对象

上文提到设计模式是针对面向对象程序提出的程序设计方案，所以回顾下面向对象知识。

1.面向对象的3大特性

面向对象的3大特性不是1个平级并列的关系而是1个循序递进的关系

封装

把属性(数据)、方法(函数)封装到1个类里面

继承

通过继承可以解决2个类之间复用代码的问题

多态

Python本身是1本多态的语言

2.面向对象的接口

在面向对象编程中我们经常使用接口

接口概念

接口是若干抽象方法的集合

接口作用

规范、限制实现类的方法

对高层代码（Client）隐藏了类的内部实现

降低高层代码（Client）调用底层代码的复杂度（Client底层代码的调用者不需要关心底层代码是怎么实现的，达到目的即可）

三、面向对象设计原则

SOLID原则指：面向对象编程需要遵循的5大原则

5大原则英文首字母拼成Solid单词；

1.单一职责（Single Responsibility Principle）

不要存在 >1个导致类变更的原因，一旦上层代码修改，只能有1个理由去修改底层代码的1个类代码。

既1个类负责1项职责。

不能把不同类型的代码都集中在1个类里面，这样设计一旦高层代码修改，就大大提高了这个类的代码修改风险；

2.开放封闭原则（Open Close Principle）

1个软件实体（如类、模块、函数）应该对扩展开放，对修改关闭。

既软件扩展新功能时应尽量不修改原代码。

3.里氏替换原则（Liskov Substitution Principle）

所有引用父类的地方必须能透明地使用其子类对象；

即在调用1个类的方法时，这个方法的参数，可以是1个父类的对象，也可以是继承了这个父类的子类的对象；

这就需要子类在重写方法和父类的方法时，实现的行为应当和父类方法保持一致；

子类和父类方法的逻辑可以不一致，但是传入参数、返回的返回值一致；

4.接口隔离原则（Interface Segregation Principle）

使用多个专门的接口，而不使用单一的总接口。

客户端即高层代码也就是低层代码的调用者，客户端不应该依赖哪些它不需要的接口。

from abc import ABC, abstractmethod

# 动物接口-存在设计缺陷
# class Animal(ABC):
#     @abstractmethod
#     def walk(self):
#         pass
#
#     @abstractmethod
#     def swim(self):
#         pass
#
#     @abstractmethod
#     def fly(self):
#         pass


# # ---------------高层代码
# # 具体动物类-青蛙
# # Class Tiger must implement all abstract methods
# class Frog(Animal):
#     def swim(self):
#         print("青蛙水里游~")
#
#
# # 具体动物类-老虎
# # Class Tiger must implement all abstract methods
# class Tiger(Animal):
#     def walk(self):
#         print("老虎地上走")


# 具体动物类-青蛙
# # Class Tiger must implement all abstract methods
# class Swan(Animal):
#     def fly(self):
#         print("天鹅天上飞~")


# 修复Animal单一接口设计缺陷
"""
使用多个专门接口
不使用单一接口
这样客户端不依赖哪些它不需要的接口
"""


class LandAnimal(ABC):
    @abstractmethod
    def walk(self):
        pass


class WaterAnimal(ABC):
    @abstractmethod
    def swim(self):
        pass


class FlyAnimal(ABC):
    @abstractmethod
    def fly(self):
        pass


# ---------------高层代码
# 具体动物类-老虎
class Tiger(LandAnimal):
    def walk(self):
        print("老虎地上走")


# 具体动物类-青蛙
class Frog(LandAnimal, WaterAnimal):
    def walk(self):
        print("青蛙水里游~")

    def swim(self):
        print("青蛙地上走~")


# 具体动物类-青蛙
class Swan(LandAnimal, WaterAnimal, FlyAnimal):
    def fly(self):
        print("天鹅天上飞~")

    def walk(self):
        print("天鹅天地上走~")

    def swim(self):
        print("天鹅天水中游~")


if __name__ == '__main__':
    a1 = Tiger()
    a1.walk()
    a2 = Frog()
    a2.walk()
    a2.swim()
    a3 = Swan()
    a3.walk()
    a3.swim()
    a3.fly()