寫代碼也有“套路”-談?wù)勗O(shè)計(jì)模式

tain335 發(fā)布于2019-07-31 10:05 / 2328人閱讀

摘要：所以設(shè)計(jì)模式其實(shí)就是在前人各種踩坑經(jīng)驗(yàn)之上，總結(jié)出的各種開發(fā)套路。但更好的套路是使用單例模式它可以保證只創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象第一次訪問時(shí)創(chuàng)建，之后訪問時(shí)直接返回已有對(duì)象，并提供全局的訪問。因此也有很多人對(duì)于設(shè)計(jì)模式的價(jià)值存在質(zhì)疑。

編程教室開了這么久，已經(jīng)有很多人從完全零基礎(chǔ)的小白成為了會(huì)寫代碼的菜鳥程序員，能夠自己獨(dú)立開發(fā)程序。不過到此階段，常常會(huì)遇到瓶頸，感覺功能可以實(shí)現(xiàn)，但代碼看起來有些別扭：

代碼中有很多相似的重復(fù)代碼

代碼中有大量的 if，以至于有很長(zhǎng)的縮進(jìn)

單個(gè)代碼寫得很長(zhǎng)，別人很難看懂，過陣子可能自己都看不懂

總會(huì)有沒有考慮到的情況導(dǎo)致 bug

修復(fù)一個(gè) bug 又會(huì)產(chǎn)生新的 bug

單個(gè)功能可以實(shí)現(xiàn)，但多個(gè)功能組合在一起就理不清

如果需求發(fā)生變動(dòng)，代碼修改起來很麻煩

有多種實(shí)現(xiàn)方式時(shí)不知道該用哪一種

很難和其他人協(xié)作開發(fā)

上述的問題你是不是有過類似困擾？解決的辦法其實(shí)也簡(jiǎn)單，就是堅(jiān)持“ 多寫 ”和“ 多讀 ”：

多寫代碼。很多時(shí)候你覺得不好處理，并不是因?yàn)楦呱畹膯栴}，只是你對(duì)代碼的基本使用還不夠熟練。同樣的問題，踩過坑再爬出來，反復(fù)幾次自然你也知道怎么繞開了。

多讀代碼。除了自己寫，看看別人的代碼也會(huì)學(xué)到很多。包括教程里的案例、官方示例、開源項(xiàng)目的源碼等。所謂“熟讀唐詩(shī)三百首，不會(huì)作詩(shī)也會(huì)吟”嘛。

除了這兩個(gè)“笨辦法”外，還有樣?xùn)|西，對(duì)于處在這個(gè)階段的你或許有很大啟發(fā)，這就是：

設(shè)計(jì)模式

設(shè)計(jì)模式是對(duì)于軟件開發(fā)中常見的一些問題所總結(jié)出的解決方案，它并不關(guān)注具體的代碼怎么寫，而是 代碼的結(jié)構(gòu)應(yīng)該如何設(shè)計(jì) ，從而讓代碼 更加可靠、可讀、可重用、易于維護(hù) 。它不是一種嚴(yán)格意義上的“技術(shù)”，而是一門“經(jīng)驗(yàn)主義”，也就是開發(fā)者經(jīng)常提到的“ 最佳實(shí)踐 ”。所以設(shè)計(jì)模式其實(shí)就是在前人各種踩坑經(jīng)驗(yàn)之上，總結(jié)出的各種開發(fā)“套路”。

舉幾個(gè)常見的設(shè)計(jì)模式例子：

單例模式

場(chǎng)景舉例：代碼中需要一個(gè)共享的資源管理器，保證在代碼只有唯一的一個(gè)實(shí)例，且代碼各處都可以訪問到。

如果你的代碼只有一個(gè)文件，可能不會(huì)遇上這個(gè)問題。但當(dāng)項(xiàng)目大一點(diǎn)之后，這個(gè)問題十分常見。你可以選擇定義一些全局變量來實(shí)現(xiàn)。但更好的“套路”是使用單例模式：它可以保證 只創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象 （第一次訪問時(shí)創(chuàng)建，之后訪問時(shí)直接返回已有對(duì)象）， 并提供全局的訪問 。

代碼演示


# 單例類
class Singleton(object):
    _instance = None
    def __new__(cls, *args, **kw):
        if not cls._instance:
            cls._instance = super(Singleton, cls).__new__(cls, *args, **kw)
        return cls._instance

# 繼承單例
class MyClass(Singleton):  
    a = 1

# 使用
mc1 = MyClass()
mc2 = MyClass()
print(mc1==mc2)
mc1.a += 1
print(mc2.a)

輸出


True
2

之前我們的文章《Crossin：Python單例模式(Singleton)的N種實(shí)現(xiàn)》有專門討論過 Python 中的單例模式實(shí)現(xiàn)。

工廠模式

場(chǎng)景舉例：在一個(gè)繪圖工具里，有不同的筆刷。當(dāng)點(diǎn)擊不同的筆刷按鈕時(shí)，需要?jiǎng)?chuàng)建對(duì)應(yīng)的筆刷供使用。

如果把每個(gè)按鈕響應(yīng)里都去多帶帶創(chuàng)建，代碼會(huì)很冗余且不利于維護(hù)。這時(shí)可創(chuàng)建一個(gè)“工廠”類，將創(chuàng)建筆刷的代碼放在其中， 只需要根據(jù)傳入的參數(shù)不同，返回不同的筆刷實(shí)例即可 。就如同工廠根據(jù)訂單生產(chǎn)產(chǎn)品一樣。

代碼演示


# 筆刷工廠，具體類代碼略
def pen_factory(mode):
    if mode == "PEN":
        return Pen()
    elif mode == "PENCIL":
        return Pencil()
    elif mode == "BRUSH":
        return Brush()
    else:
        return None

# 使用
p = pen_factory("BRUSH")

代理模式

場(chǎng)景舉例：開發(fā)一個(gè)論壇，允許用戶在帖子中上傳圖片，于是需要提供保存圖片的功能。

一般為了網(wǎng)站的訪問速度，會(huì)選擇第三方的圖片保存服務(wù)。那么在保存圖片的時(shí)候，就需要調(diào)用其提供的接口。而應(yīng)用代理模式的話，就會(huì)在網(wǎng)站和第三方服務(wù)間增加一層。這樣的好處是可以 將一些額外的處理放在代理層中 ，當(dāng)需要更換第三方服務(wù)時(shí)， 不需要修改網(wǎng)站的邏輯 ，只要調(diào)整代理層即可。

代碼演示


class ImgService:
    @abstractmethod
    def save(self, img):
        pass

# 真實(shí)類
class XYZImgService(ImgService):
    def save(self, img):
        # 調(diào)用第三方服務(wù)接口

# 代理類
class ImgServiceProxy(ImgService):
    def __init__(self):
        self.service = XYZImgService()
    def save(self, img):
        return self.service.save(img)

# 使用
def save_img(img):
    proxy = ImgServiceProxy()
    proxy.save(img)

設(shè)計(jì)模式的 六大原則 ：

1、 開閉原則 （Open Close Principle）
對(duì)擴(kuò)展開放，對(duì)修改關(guān)閉。在需求變動(dòng)時(shí)，盡可能不修改原有代碼，而通過擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)。

2、 里氏代換原則 （Liskov Substitution Principle）
在使用繼承時(shí)，在子類中盡量不要重寫和重載父類的方法。

3、 依賴倒轉(zhuǎn)原則 （Dependence Inversion Principle）
針對(duì)接口編程，細(xì)節(jié)依賴于抽象。

4、 接口隔離原則 （Interface Segregation Principle）
降低類之間的耦合度，不依賴不必要的接口。

5、 迪米特法則 ，又稱 最少知道原則 （Demeter Principle）
模塊之間相互獨(dú)立，對(duì)自己依賴的類需要知道的信息越少越好。

6、 合成復(fù)用原則 （Composite Reuse Principle）
盡量使用合成/聚合的方式，而不是使用繼承。

具體的解讀，今天沒法在一篇推送中展開詳述，而且這是個(gè)需要不斷體會(huì)和實(shí)踐的事情。首先你可以找些相關(guān)書籍讀一讀。設(shè)計(jì)模式有一本經(jīng)典書籍：《 Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software 》（《設(shè)計(jì)模式：可復(fù)用面向?qū)ο筌浖幕A(chǔ)》）。此書又被稱作“ GoF ”（Gang of Four，四人組），四位業(yè)內(nèi)大牛總結(jié)出了 23 種設(shè)計(jì)模式。

然而，我強(qiáng)烈不推薦新手去看這本書，因?yàn)槟愫芸赡芸床欢Ｎ彝扑]的是一本叫做《 Head first 設(shè)計(jì)模式 》的書，可以算作上面那本的白話入門版，對(duì)于新手來說友好許多，或許幫助更大。

開發(fā)者對(duì)于設(shè)計(jì)模式的理解大致存在這樣幾個(gè)階段：一開始只關(guān)注語(yǔ)法和庫(kù)， 不懂設(shè)計(jì)模式 ，寫代碼無章法；后來了解了設(shè)計(jì)模式之后，開始嘗試 套用設(shè)計(jì)模式 ，懂得重構(gòu)代碼，但有時(shí)難免教條化或陷入過度設(shè)計(jì)的誤區(qū)；等到開發(fā)經(jīng)驗(yàn)豐富之后， 不再拘泥于所謂的“模式” ，本身寫出的代碼就已經(jīng)契合設(shè)計(jì)的原則。

書上的設(shè)計(jì)模式是一成不變的，不可能涵蓋每一種開發(fā)場(chǎng)景，而軟件技術(shù)本身也不斷發(fā)展，很多模式已經(jīng)被新的語(yǔ)言特性所實(shí)現(xiàn)。因此也有很多人對(duì)于設(shè)計(jì)模式的價(jià)值存在質(zhì)疑。我的看法是，如果你處在新手階段， 學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)模式是很好的提升方式 ，也可以開拓你的編程思維。而當(dāng)你已經(jīng)走上進(jìn)階之路之后， 更多的應(yīng)是關(guān)注模式背后的原則 ，寫出更合理的代碼，而并非為了模式而模式。

當(dāng)然這一切，還是都離不開足夠的代碼量。每個(gè)程序員都是一行行代碼堆出來。

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