十個經典 Python 設計模式解析
作者：手把手PythonAI編程
本文將介紹十個經典的 Python 設計模式，掌握了它們，你的代碼將會更有組織，更易于理解和維護。
大家好！今天咱們來聊聊Python編程中的那些“武林秘籍”——設計模式。它們就像編程界的暗號，讓你的代碼更加優雅、高效。讓我們一起揭開這些模式的神秘面紗，看看它們在實際項目中的神奇作用吧！
1. 工廠模式（Factory Pattern）
想象一下，你有個大冰箱，每次需要冰淇淋時，你都不用直接打開冷凍室，而是通過一個工廠方法來決定要哪種口味。
def create_creamy_icecream(): return CreamyIceCream()
def create_fruit_icecream(): return FruitIceCream()
class IceCreamFactory:
@staticmethod
def get_icecream(kind):
if kind == 'creamy':
return create_creamy_icecream()
elif kind == 'fruit':
return create_fruit_icecream()2. 裝飾器模式（Decorator Pattern）
好比給房間添加裝飾，改變外觀但不改變核心功能。比如，給打印語句加上顏色：
def color_decorator(func):
def wrapper(color):
print(f"{color} {func(color)}")
return wrapper
@color_decorator
def say_hello(name): print(f"Hello, {name}")
say_hello("Python") # 輸出: Red Hello, Python3. 單例模式（Singleton Pattern）
確保一個類只有一個實例，并提供全局訪問點。就像一個班級只有一個班長：
class Singleton:
_instance = None
def __new__(cls):
if not cls._instance:
cls._instance = super().__new__(cls)
return cls._instance
class MyClass(Singleton):
pass
obj1 = MyClass()
obj2 = MyClass() # obj1和obj2指向同一個實例4. 觀察者模式（Observer Pattern）
當數據變化時，所有依賴它的對象都會得到通知。就像天氣預報，一旦有新的天氣數據，所有訂閱者都會收到更新：
class Subject:
def attach(self, observer): self.observers.append(observer)
def detach(self, observer): self.observers.remove(observer)
def notify(self): for observer in self.observers: observer.update()
class Observer:
def update(self, data): print(f"New data: {data}")
subject = Subject()
observer1 = Observer()
subject.attach(observer1)
subject.notify() # 輸出: New data: ...5. 策略模式（Strategy Pattern）
在不同情況下使用不同的算法，而無需修改使用算法的代碼。就像烹飪，根據食材選擇不同的烹飪方式：
class CookingStrategy:
def cook(self, ingredient): pass
class BoilingStrategy(CookingStrategy):
def cook(self, ingredient): print(f"Heating {ingredient} to boil...")
class GrillingStrategy(CookingStrategy):
def cook(self, ingredient): print(f"Grilling {ingredient}...")
class Kitchen:
def __init__(self, strategy):
self.strategy = strategy
def cook(self, ingredient):
self.strategy.cook(ingredient)
kitchen = Kitchen(BoilingStrategy())
kitchen.cook("water") # 輸出: Heating water to boil...6. 適配器模式（Adapter Pattern）
讓不兼容的對象協同工作，就像老式電視和現代播放器之間的連接器：
class OldTV:
def play(self, channel): print(f"Watching channel {channel}")
class RemoteAdapter:
def __init__(self, tv):
self.tv = tv
def press_button(self, command): getattr(self.tv, command)()
remote = RemoteAdapter(OldTV())
remote.press_button("play") # 輸出: Watching channel ...7. 代理模式（Proxy Pattern）
為對象提供一個替身，對原對象進行控制或包裝。想象一個網站緩存：
class RemoteImage:
def __init__(self, url):
self.url = url
def display(self):
print(f"Displaying image from {self.url}")
class LocalImageProxy(RemoteImage):
def display(self):
print("Loading image from cache...")
super().display()8. 迭代器模式（Iterator Pattern）
遍歷集合而不需要暴露其內部結構。就像翻閱書頁：
class Book:
def __iter__(self):
self.page = 1
return self
def __next__(self):
if self.page > 10:
raise StopIteration
result = f"Page {self.page}"
self.page += 1
return result
book = Book()
for page in book: print(page) # 輸出: Page 1, Page 2, ..., Page 109. 命令模式（Command Pattern）
將請求封裝為對象，使你能夠推遲或更改請求的執行。就像點餐系統：
class Command:
def execute(self): pass
class Order(Command):
def execute(self, item): print(f"Preparing {item}...")
class Kitchen:
def execute_order(self, cmd): cmd.execute()
order = Order()
kitchen = Kitchen()
kitchen.execute_order(order) # 輸出: Preparing ...10. 享元模式（Flyweight Pattern）
通過共享對象來節約內存，減少重復。像打印海報，每個字母可以共享：
class Letter:
def __init__(self, text):
self.text = text
class FlyweightLetter(Letter):
_instances = {}
def __new__(cls, text):
if text not in cls._instances:
cls._instances[text] = super().__new__(cls, text)
return cls._instances[text]
poster = "Python"
print([l.text for l in poster]) # 輸出: ['P', 'y', 't', 'h', 'o', 'n']以上就是10個經典的Python設計模式，掌握了它們，你的代碼將會更有組織，更易于理解和維護。記住，編程不只是寫代碼，更是藝術創作！現在就去把這些模式運用到你的項目中，讓它們大放異彩吧！
責任編輯：趙寧寧
來源：
手把手PythonAI編程
