化繁为简：设计模式的简单示例

设计模式在软件开发中扮演着举足轻重的角色，帮助我们构建灵活、可重用和易于维护的代码。它们是经过验证的最佳实践集合，为解决常见问题提供了优雅而高效的解决方案。为了让设计模式的概念更易理解，让我们来看看一些常用的设计模式及其简单示例。

单例模式

单例模式确保一个类只有一个实例，无论该类被创建了多少次。它常用于创建全局对象，例如数据库连接或配置管理器。

class Singleton:
    _instance = None
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not cls._instance:
            cls._instance = super(Singleton, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)
        return cls._instance

工厂模式

工厂模式负责创建对象，而无需指定其确切的类型。这使我们能够在不改变客户端代码的情况下轻松更改创建的类。

class ShapeFactory:
    def create_shape(self, shape_type):
        if shape_type == "circle":
            return Circle()
        elif shape_type == "square":
            return Square()
        else:
            raise ValueError("Invalid shape type")

策略模式

策略模式允许我们在运行时改变算法或行为。它通过将算法封装在单独的类中来实现，使我们可以轻松地交换不同的策略。

class Strategy:
    def algorithm(self, data):
        pass

class ConcreteStrategyA(Strategy):
    def algorithm(self, data):
        # Implement algorithm A
        pass

class ConcreteStrategyB(Strategy):
    def algorithm(self, data):
        # Implement algorithm B
        pass

观察者模式

观察者模式允许一个对象（称为主题）通知多个对象（称为观察者）有关其状态的任何更改。它通常用于实现松散耦合的事件处理。

class Subject:
    def __init__(self):
        self._observers = []

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

    def detach(self, observer):
        self._observers.remove(observer)

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

class Observer:
    def update(self, subject):
        # Handle update from subject
        pass