Python设计模式怎么实现

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Python 设计模式是通过编写符合特定设计模式规范的代码来实现的。以下是一些常见设计模式的实现方式：

单例模式：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。实现方式包括使用模块化、使用装饰器或者使用元类等方式。

class Singleton:
    _instance = None

    def __new__(cls):
        if not cls._instance:
            cls._instance = super(Singleton, cls).__new__(cls)
        return cls._instance

# 使用单例模式创建实例 
instance1 = Singleton()
instance2 = Singleton()

print(instance1 is instance2)  # True

工厂模式：定义一个创建对象的接口，让子类决定实例化哪个类。实现方式包括简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式。

class Animal:
    def speak(self):
        pass

class Dog(Animal):
    def speak(self):
        return "Woof!"

class Cat(Animal):
    def speak(self):
        return "Meow!"

class AnimalFactory:
    def create_animal(self, animal_type):
        if animal_type == "dog":
            return Dog()
        elif animal_type == "cat":
            return Cat()

# 使用工厂模式创建实例 
factory = AnimalFactory()
dog = factory.create_animal("dog")
cat = factory.create_animal("cat")

print(dog.speak())  # "Woof!"
print(cat.speak())  # "Meow!"

观察者模式：定义一个一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖于它的对象都会收到通知并自动更新。实现方式包括使用内置的 Observable 类和 Observer 接口。

from abc import ABC, abstractmethod
from typing import List

class Observer(ABC):
    @abstractmethod
    def update(self, message: str):
        pass

class Subject:
    _observers: List[Observer] = []

    def add_observer(self, observer: Observer):
        self._observers.append(observer)

    def remove_observer(self, observer: Observer):
        self._observers.remove(observer)

    def notify_observers(self, message: str):
        for observer in self._observers:
            observer.update(message)

# 使用观察者模式 
class ConcreteObserver(Observer):
    def update(self, message: str):
        print(f"Received message: {message}")

subject = Subject()
observer1 = ConcreteObserver()
observer2 = ConcreteObserver()

subject.add_observer(observer1)
subject.add_observer(observer2)

subject.notify_observers("Hello, world!")