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设计模式

介绍

创建型模式

singleton(单件)

意图

保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

实现代码

   1 class Singleton:
   2     """ A python singleton """
   3 
   4     class __impl:
   5         """ Implementation of the singleton interface """
   6 
   7         def spam(self):
   8             """ Test method, return singleton id """
   9             return id(self)
  10 
  11     # storage for the instance reference
  12     __instance = None
  13 
  14     def __init__(self):
  15         """ Create singleton instance """
  16         # Check whether we already have an instance
  17         if Singleton.__instance is None:
  18             # Create and remember instance
  19             Singleton.__instance = Singleton.__impl()
  20 
  21         # Store instance reference as the only member in the handle
  22         self.__dict__['_Singleton__instance'] = Singleton.__instance
  23 
  24     def __getattr__(self, attr):
  25         """ Delegate access to implementation """
  26         return getattr(self.__instance, attr)
  27 
  28     def __setattr__(self, attr, value):
  29         """ Delegate access to implementation """
  30         return setattr(self.__instance, attr, value)
  31 
  32 
  33 # Test it
  34 s1 = Singleton()
  35 print id(s1), s1.spam()
  36 
  37 s2 = Singleton()
  38 print id(s2), s2.spam()
  39 
  40 # Sample output, the second (inner) id is constant:
  41 # 8172684 8176268
  42 # 8168588 8176268

另一个实现代码

从[http://members.chello.nl/f.niessink/ TaskCoach]的代码中摘抄，因此许可证为GPL。 -- QiangningHong

   1 class Singleton(type):
   2     """Singleton Metaclass"""
   3 
   4     def __init__(cls, name, bases, dic):
   5         super(Singleton, cls).__init__(name, bases, dic)
   6         cls.instance = None
   7 
   8     def __call__(cls, *args, **kwargs):
   9         if cls.instance is None:
  10             cls.instance = super(Singleton, cls).__call__(*args, **kwargs)
  11         return cls.instance

使用方法:

   1 class MyClass(object):
   2     __metaclass__ = Singleton
   3 
   4 ob1 = MyClass()
   5 ob2 = MyClass()
   6 assert ob1 is ob2

结构型模式

行为模式

Chain of Responsibility（职责链）

意图

使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者和接收者之间的耦合关系。

说明

用一系列类(classes)试图处理一个请求request,这些类之间是一个松散的耦合,唯一共同点是在他们之间传递request. 也就是说，来了一个请求，A类先处理，如果没有处理，就传递到B类处理，如果没有处理，就传递到C类处理，就这样象一个链条(chain)一样传递下去。例如，窗口UI对消息的处理：BR attachment:CORPattern.gif

代码实现

模拟UI对消息的处理

   1 class Event:
   2     def __init__( self, name ):
   3         self.name = name
   4 
   5 class Widget:
   6     def __init__( self, parent = None ):
   7         self.__parent = parent
   8     def Handle( self, event ):
   9         handler = 'Handle_' + event.name
  10         if hasattr( self, handler ):
  11             method = getattr( self, handler )
  12             method( event )
  13         elif self.__parent:
  14             self.__parent.Handle( event )
  15         elif hasattr( self, 'HandleDefault' ):
  16             self.HandleDefault( event )

使用：当用一个event被Handle，将调用Handle_"event.name"，如果没有此函数就调用parent来处理此event，如果还没有被处理，就试着交给HandleDefault（）。例如：

   1 class MainWindow(Widget):
   2     def Handle_close( self, event ):
   3         print 'MainWindow: ' + event.name
   4     def HandleDefault( self, event ):
   5         print 'Default: ' + event.name
   6         
   7 class Button( Widget ):
   8     def Handle_click( self, event ):
   9         print 'Button: ' + event.name

Proxy（代理）

意图

为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。BR attachment:ProxyPattern.gif

代码

   1 class Proxy:
   2     def __init__( self, subject ):
   3         self.__subject = subject
   4     def __getattr__( self, name ):
   5         return getattr( self.__subject, name )

例子

   1 class RGB:
   2     def __init__( self, red, green, blue ):
   3         self.__red = red
   4         self.__green = green
   5         self.__blue = blue
   6     def Red( self ):
   7         return self.__red
   8     def Green( self ):
   9         return self.__green
  10     def Blue( self ):
  11         return self.__blue

使用Proxy改变Blue函数：

   1 class NoBlueProxy( Proxy ):
   2     def Blue( self ):
   3         return 0

使用： >>> rgb = RGB( 100, 192, 240 )

>>> rgb.Red()

100

>>> proxy = Proxy( rgb )

>>> proxy.Green()

192

>>> noblue = NoBlueProxy( rgb )

>>> noblue.Green()

192

>>> noblue.Blue()

}}} 使用： >>> rgb = RGB( 100, 192, 240 )

>>> rgb.Red()

100

>>> proxy = Proxy( rgb )

>>> proxy.Green()

192

>>> noblue = NoBlueProxy( rgb )

>>> noblue.Green()

192

>>> noblue.Blue()

Observer(观察者）

意图

定义对象间的一种一对多的依赖关系,当一个对象的状态发生改变时,所有依赖于它的对象都得到通知并被自动更新。

代码实现

   1 class Subject:
   2     def __init__(self):
   3         self._observers = []
   4 
   5     def attach(self, observer):
   6         if not observer in self._observers:
   7             self._observers.append(observer)
   8 
   9     def detach(self, observer):
  10         try:
  11             self._observers.remove(observer)
  12         except ValueError:
  13             pass
  14 
  15     def notify(self, modifier=None):
  16         for observer in self._observers:
  17             if modifier != observer:
  18                 observer.update(self)

例子，用法

   1 # Example usage
   2 class Data(Subject):
   3     def __init__(self, name=''):
   4         Subject.__init__(self)
   5         self.name = name
   6         self.data = 0
   7 
   8     def setData(self, data):
   9         self.data = data
  10         self.notify()
  11 
  12     def getData(self):
  13         return self.data
  14 
  15 
  16 class HexViewer:
  17     def update(self, subject):
  18         print 'HexViewer: Subject %s has data 0x%x' % (subject.name, subject.getData())
  19 
  20 
  21 class DecimalViewer:
  22     def update(self, subject):
  23         print 'DecimalViewer: Subject %s has data %d' % (subject.name, subject.getData())
  24 
  25 
  26 # Example usage...
  27 def main():
  28     data1 = Data('Data 1')
  29     data2 = Data('Data 2')
  30     view1 = DecimalViewer()
  31     view2 = HexViewer()
  32     data1.attach(view1)
  33     data1.attach(view2)
  34     data2.attach(view2)
  35     data2.attach(view1)
  36 
  37     print "Setting Data 1 = 10"
  38     data1.setData(10)
  39     print "Setting Data 2 = 15"
  40     data2.setData(15)
  41     print "Setting Data 1 = 3"
  42     data1.setData(3)
  43     print "Setting Data 2 = 5"
  44     data2.setData(5)
  45     print "Detach HexViewer from data1 and data2."
  46     data1.detach(view2)
  47     data2.detach(view2)
  48     print "Setting Data 1 = 10"
  49     data1.setData(10)
  50     print "Setting Data 2 = 15"
  51     data2.setData(15)

Template Method（模板方法）

意图

定义一个操作中的算法的骨架，而将一些步骤延迟到子类中。

实现代码

Visitor(访问者）

意图

实现代码

   1 class Visitor:
   2     def __init__(self):
   3         self._methodDic={}
   4 
   5     def default(self, other):
   6         print "What's this:", other
   7 
   8     def addMethod(self, method):
   9         self._methodDic[method.getKey()]=method
  10 
  11     def __call__(self, other):
  12         method=self._methodDic.get(\
  13                 other.__class__.__name__,self.default)
  14         return method(other)

用法、例子

在MyVisit的函数call中定义对target的具体访问操作。

   1 class MyVisit:
   2     """
   3     Instead of deriving from Visitor the work is
   4     done by instances with this interface.
   5     """
   6     def __init__(self, otherClass):
   7         self._msg='Visit: %s'%otherClass.__name__
   8         self._key=otherClass.__name__
   9 
  10     def __call__(self, target):
  11         print self._msg, target
  12 
  13     def getKey(self):
  14         return self._key
  15 
  16 # 被访问者
  17 class E1:pass
  18 class E2:pass
  19 class E3:pass
  20 
  21 # 用法
  22 
  23 collection=[E1(), E1(), E2(), E3()]
  24 
  25 visitor=Visitor()
  26 visitor.addMethod(MyVisit(E1))
  27 visitor.addMethod(MyVisit(E2))
  28 
  29 map(visitor, collection)

输出：

Visit: E1 <main.E1 instance at 7ff6d0>

Visit: E1 <main.E1 instance at 7ff730>

Visit: E2 <main.E2 instance at 7ff780>

What's this: <main.E3 instance at 7ff7b0>

# 简化用法

   1 visitor = Visitor()
   2 visitor.addMethod(MyVisit(E1))
   3 a = E1()
   4 visitor(a)

输出：

Visit: E1 <main.E1 instance at 0x00A91EE0>

Command（命令）

意图

将一个请求封装为一个对象，从而使你可用不同的请求对客户进行参数化；对请求排队或记录请求日志，以及支持可撤消的操作。在python中叫“Command Dispatch Pattern”，也不需要将请求封装成对象，直接用字符串作命令请求。

实现代码

   1 class Dispatcher:
   2 
   3     def do_get(self):
   4             print("do_get")
   5 
   6     def do_put(self):
   7             print("d0_put")
   8                         
   9     def error(self):
  10             print("error")
  11 
  12     def dispatch(self, command):
  13         mname = 'do_' + command
  14         if hasattr(self, mname):
  15             method = getattr(self, mname)
  16             method()
  17         else:
  18             self.error()

用法

   1 Dispatcher a
   2 a.dispatch("get")
   3 a.dispatch("put")

Diff for "designpattern"

设计模式

介绍

创建型模式

singleton(单件)

意图

实现代码

另一个实现代码

结构型模式

行为模式

Chain of Responsibility（职责链）

意图

说明

代码实现

Proxy（代理）

意图

代码

例子

Observer(观察者）

意图

代码实现

例子，用法

Template Method（模板方法）

意图

实现代码

Visitor(访问者）

意图

实现代码

用法、例子

Command（命令）

意图

实现代码

用法