编辑“︁Python 设计模式”︁（章节）

== 常见设计模式及示例 ==

=== 1. 单例模式（Singleton） ===
单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。

<syntaxhighlight lang="python">
class Singleton:
    _instance = None

    def __new__(cls):
        if cls._instance is None:
            cls._instance = super().__new__(cls)
        return cls._instance

# 测试
singleton1 = Singleton()
singleton2 = Singleton()
print(singleton1 is singleton2)  # 输出: True
</syntaxhighlight>

'''应用场景'''：数据库连接池、日志记录器。

=== 2. 工厂模式（Factory） ===
工厂模式通过一个公共接口创建对象，而无需指定具体类。

<syntaxhighlight lang="python">
from abc import ABC, abstractmethod

class Animal(ABC):
    @abstractmethod
    def speak(self):
        pass

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

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

class AnimalFactory:
    @staticmethod
    def create_animal(animal_type):
        if animal_type == "dog":
            return Dog()
        elif animal_type == "cat":
            return Cat()
        else:
            raise ValueError("Unknown animal type")

# 测试
dog = AnimalFactory.create_animal("dog")
print(dog.speak())  # 输出: Woof!
</syntaxhighlight>

'''应用场景'''：动态对象创建（如插件系统）。

=== 3. 观察者模式（Observer） ===
观察者模式定义对象间的一对多依赖关系，当一个对象状态改变时，所有依赖它的对象都会收到通知。

<syntaxhighlight lang="python">
class Subject:
    def __init__(self):
        self._observers = []

    def attach(self, observer):
        self._observers.append(observer)

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

class Observer:
    def update(self, message):
        print(f"Received: {message}")

# 测试
subject = Subject()
observer1 = Observer()
observer2 = Observer()
subject.attach(observer1)
subject.attach(observer2)
subject.notify("Hello!")  # 输出: Received: Hello! (两次)
</syntaxhighlight>

'''应用场景'''：事件处理系统、GUI组件。

=== 4. 装饰器模式（Decorator） ===
装饰器模式动态地扩展对象的功能，而无需修改其类。

<syntaxhighlight lang="python">
class Coffee:
    def cost(self):
        return 5

class MilkDecorator:
    def __init__(self, coffee):
        self._coffee = coffee

    def cost(self):
        return self._coffee.cost() + 2

# 测试
simple_coffee = Coffee()
coffee_with_milk = MilkDecorator(simple_coffee)
print(coffee_with_milk.cost())  # 输出: 7
</syntaxhighlight>

'''应用场景'''：日志记录、权限检查。