5-3 设计模式：创建型模式Python应用面试题

Posted 2021-07-21 WinvenChang

设计模式分为：1.创建型、2.结构型、3.行为型

一、创建型模式常考题

常见创建型设计模式
1.工厂模式（Factory）：解决对象创建问题
2.构造模式（Builder）：控制复杂对象的创建
3.原型模式（Prototype）：通过原型的克隆创建新的实例
4.单例模式（Borg/Singleton）：一个类只能创建同一个对象
5.对象池模式（Pool）：预先分配同一类型的一组实例
6.惰性计算模式（Lazy Evaluation）：延迟计算（python的property）

二、工厂模式

什么是工厂模式（Factory）
1.解决对象创建问题
2.解耦对象的创建和使用
3.包括工厂方法和抽象工厂

代码演示：

# 一个工厂方法的例子
class DogToy:
	def speak(self):
		print('wang wang')

class CatToy:
	def speak(self):
		print('miao miao')

def toy_factory(toy_type):
	if toy_type == 'dog':
		return DogToy()
	elif toy_type == 'cat':
		return CatToy()

三、构造模式

什么是构造模式（Builder）
1.用来控制复杂对象的构造
2.创建和表示分离。比如你要买电脑，工厂模式直接给你需要的电脑
3.但是构造模式允许你自己定义电脑的配置，组装完成后给你

# 一个构造模式的例子
class Computer:
	def __init__(self, serial_number):
		self.serial = serial_number
		self.memory = None   # in gigabytes
		self.hdd = None 	 # in gigabytes
		self.gpu = None

	def __str__(self):
		info = ('Memory': {}GB'.format(self.memory),
				'Hard Disk: {}BG'.format(self.hdd),
				'Graphics Card: {}'.format(self.gpu))
		return '\\n'.join(info)

class ComputerBuilder:
	def __init__(self):
		self.computer = Computer('AG23385193')
	
	def configure_memory(self, amount):
		self.computer.memory = amount

	def configure_hdd(self, amount):
		self.computer.hdd = amount

	def configure_gpu(self, gpu_model):
		self.computer.gpu = gpu_model

class HardwareEngineer:
	def __init__(self):
		self.builder = None

	def construct_computer(self, memory, hdd, gpu):
		self.builder = ComputerBuilder()
		[step for step in (self.builder.configure_memory(memory),
			self.builder.configure_hdd(hdd),
			self.builder.configure_gpu(gpu)
		)]

     @property
     def computer(self):
     	return self.builder.computer

# 使用 builder，可以创建多个 builder 类实现不同的组装方式
engineer = HardwareEngineer()
engineer.construct_computer(hdd=500, memory=8, gpu='GeForce GTX 650 Ti')
computer = engineer.computer
print(computer)

四、原型模式

什么是原型模式（Prototype）
1.通过克隆原型来创建新的实例
2.可以使用相同的原型，通过修改部分属性来创建新的示例
3.用途：对于一些创建实例开销比较高的地方可以用原型模式

五、单例模式

单例模式的实现有多种方式
1.单例模式：一个类创建出来的对象都是同一个
2.Python的模块其实就是单例，只会导入一次
3.使用共享同一个实例的方式来创建单例模式

# 单例模式
class Singleton:
	def __new__(cls, *args, **kwargs):
		if not hasattr(cls, '_instance'):
			_instance = super().__new__(cls, *args, **kwargs)
			cls._instance = _instance

		return cls._instance

class MyClass(Singleton):
	pass

c1 = MyClass()
c2 = MyClass()

assert c1 is c2   # 单例的，c1 c2 同一个实例

运行结果：