设计模式是一种可重用的解决方案，用于解决在软件开发中常见的问题。Python作为一种灵活的编程语言，支持多种设计模式的实现。本文将介绍Python中的两种常见设计模式：单例模式和工厂模式。
单例模式
单例模式是一种创建型设计模式，它确保某个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。在Python中，可以通过使用装饰器或元类来实现单例模式。
# 使用装饰器实现单例模式
def singleton(cls):
instances = {}
def wrapper(*args, **kwargs):
if cls not in instances:
instances[cls] = cls(*args, **kwargs)
return instances[cls]
return wrapper
@singleton
class SingletonClass:
def __init__(self):
pass
# 使用元类实现单例模式
class SingletonMeta(type):
instances = {}
def __call__(cls, *args, **kwargs):
if cls not in cls.instances:
cls.instances[cls] = super().__call__(*args, **kwargs)
return cls.instances[cls]
class SingletonClass(metaclass=SingletonMeta):
def __init__(self):
pass
使用以上两种方式实现单例模式后，可以保证该类的实例只有一个，并且可以通过类名直接访问。
instance1 = SingletonClass()
instance2 = SingletonClass()
print(instance1 is instance2) # 输出: True
工厂模式
工厂模式是一种创建型设计模式，它提供一种将对象的实例化过程封装起来的方法。它通过使用工厂方法来处理对象的创建，将具体类的实例化过程推迟到子类。
class ShapeFactory:
def create_shape(self, shape_type):
if shape_type == "circle":
return Circle()
elif shape_type == "rectangle":
return Rectangle()
elif shape_type == "triangle":
return Triangle()
class Shape:
def draw(self):
pass
class Circle(Shape):
def draw(self):
print("Draw a circle")
class Rectangle(Shape):
def draw(self):
print("Draw a rectangle")
class Triangle(Shape):
def draw(self):
print("Draw a triangle")
factory = ShapeFactory()
circle = factory.create_shape("circle")
rectangle = factory.create_shape("rectangle")
triangle = factory.create_shape("triangle")
circle.draw() # 输出: Draw a circle
rectangle.draw() # 输出: Draw a rectangle
triangle.draw() # 输出: Draw a triangle
通过工厂模式，可以将对象的具体创建过程与客户端代码分离，使得客户端代码更加灵活和可扩展。
结论
本文介绍了Python中的两种常见设计模式：单例模式和工厂模式。单例模式通过确保某个类只有一个实例，并提供全局访问点来实现。工厂模式通过将对象的实例化过程封装起来，利用工厂方法处理对象的创建，使得客户端代码更加灵活和可扩展。在实际开发中，根据具体情况选择适合的设计模式，可以提高代码的可维护性和可扩展性。
本文来自极简博客，作者：算法架构师，转载请注明原文链接：Python中的设计模式：单例模式与工厂模式的实现
