2003 年 7 月 03 日
軟件設(shè)計(jì)大師總是要比初學(xué)者更加清楚該如何設(shè)計(jì)軟件，因?yàn)樗麄兪种姓莆罩O(shè)計(jì)模式這一法寶。作為一種高級(jí)的軟件復(fù)用形式，設(shè)計(jì)模式是眾多優(yōu)秀軟件設(shè)計(jì)師集體智慧的結(jié)晶，能夠很好地指導(dǎo)軟件設(shè)計(jì)過(guò)程。本系列文章介紹如何在用Python開(kāi)發(fā)軟件時(shí)應(yīng)用各種設(shè)計(jì)模式，Python是一種簡(jiǎn)單、靈活、高效的原型語(yǔ)言，特別適合于用來(lái)理解和掌握設(shè)計(jì)模式。
設(shè)計(jì)模式（design pattern）的提出，是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)演化過(guò)程中的一個(gè)重要里程碑。正如Gamma，Helm，Johnson和Vlissides在他們的經(jīng)典著作《設(shè)計(jì)模式》一書(shū)中所說(shuō)的：設(shè)計(jì)模式使得人們可以更加簡(jiǎn)單和方便地去復(fù)用成功的軟件設(shè)計(jì)和體系結(jié)構(gòu)，從而能夠幫助設(shè)計(jì)者更快更好地完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
設(shè)計(jì)模式的概念最早起源于建筑設(shè)計(jì)大師Christopher Alexander關(guān)于城市規(guī)劃和建筑設(shè)計(jì)的著作《建筑的永恒方法》，盡管Alexander的著作是針對(duì)建筑領(lǐng)域的，但他的觀點(diǎn)實(shí)際上適用于所有的工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域，其中就包括軟件設(shè)計(jì)領(lǐng)域。在《建筑的永恒方法》一書(shū)中，Alexander是這樣描述模式的：
模式是一條由三部分組成的規(guī)則，它表示了一個(gè)特定環(huán)境、一個(gè)問(wèn)題和一個(gè)解決方案之間的關(guān)系。每一個(gè)模式描述了一個(gè)在我們周?chē)粩嘀貜?fù)發(fā)生的問(wèn)題，以及該問(wèn)題的解決方案的核心。這樣，你就能一次又一次地使用該方案而不必做重復(fù)勞動(dòng)。
將設(shè)計(jì)模式引入軟件設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程的目的在于充分利用已有的軟件開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，這是因?yàn)樵O(shè)計(jì)模式通常是對(duì)于某一類(lèi)軟件設(shè)計(jì)問(wèn)題的可重用的解決方案。優(yōu)秀的軟件設(shè)計(jì)師都非常清楚，不是所有的問(wèn)題都需要從頭開(kāi)始解決，他們更愿意復(fù)用以前曾經(jīng)使用過(guò)的解決方案，每當(dāng)他們找到一個(gè)好的解決方案，他們會(huì)一遍又一遍地使用，這些經(jīng)驗(yàn)是他們成為專(zhuān)家的部分原因。設(shè)計(jì)模式的最終目標(biāo)就是幫助人們利用熟練的軟件設(shè)計(jì)師的集體經(jīng)驗(yàn)，來(lái)設(shè)計(jì)出更加優(yōu)秀的軟件。
在軟件設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，每一個(gè)設(shè)計(jì)模式都系統(tǒng)地命名、解釋和評(píng)價(jià)了面向?qū)ο笙到y(tǒng)中的一個(gè)重要的和可復(fù)用的設(shè)計(jì)。這樣，我們只要搞清楚這些設(shè)計(jì)模式，就可以完全或者說(shuō)很大程度上吸收了那些蘊(yùn)含在模式中的寶貴經(jīng)驗(yàn)，從而對(duì)軟件體系結(jié)構(gòu)有了比較全面的了解。更加重要的是，這些模式都可以直接用來(lái)指導(dǎo)面向?qū)ο笙到y(tǒng)設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的對(duì)象建模問(wèn)題，實(shí)際工作中一旦遇到具有相同背景的場(chǎng)合，只需要簡(jiǎn)單地套用這些模式就可以了，從而省去了很多摸索工作。
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在長(zhǎng)期的軟件實(shí)踐過(guò)程中，人們逐漸總結(jié)出了一些實(shí)用的設(shè)計(jì)模式，并將它們應(yīng)用于具體的軟件系統(tǒng)中，出色地解決了很多設(shè)計(jì)上的難題。源于Smalltalk，并在Java中得到廣泛應(yīng)用的模型-視圖-控制器（Model-View-Controller，MVC）模式，是非常經(jīng)典的一個(gè)設(shè)計(jì)模式，通過(guò)它你可以更好地理解"模式"這一概念。
MVC模式通常用在開(kāi)發(fā)人機(jī)交互軟件的時(shí)候，這類(lèi)軟件的最大特點(diǎn)就是用戶界面容易改變，例如，當(dāng)你要擴(kuò)展一個(gè)應(yīng)用程序的功能時(shí)，通常需要修改菜單來(lái)反映這種變化。如果用戶界面和核心功能緊緊交織在一起，要建立這樣一個(gè)靈活的系統(tǒng)通常是非常困難的，因?yàn)楹苋菀桩a(chǎn)生錯(cuò)誤。為了更好地開(kāi)發(fā)這樣的軟件系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師必須考慮下面兩個(gè)因素：
為了解決這個(gè)問(wèn)題，可以采用將模型（Model）、視圖（View）和控制器（Controller）相分離的思想。在這種設(shè)計(jì)模式中，模型用來(lái)封裝核心數(shù)據(jù)和功能，它獨(dú)立于特定的輸出表示和輸入行為，是執(zhí)行某些任務(wù)的代碼，至于這些任務(wù)以什么形式顯示給用戶，并不是模型所關(guān)注的問(wèn)題。模型只有純粹的功能性接口，也就是一系列的公開(kāi)方法，這些方法有的是取值方法，讓系統(tǒng)其它部分可以得到模型的內(nèi)部狀態(tài)，有的則是置值方法，允許系統(tǒng)的其它部分修改模型的內(nèi)部狀態(tài)。
視圖用來(lái)向用戶顯示信息，它獲得來(lái)自模型的數(shù)據(jù)，決定模型以什么樣的方式展示給用戶。同一個(gè)模型可以對(duì)應(yīng)于多個(gè)視圖，這樣對(duì)于視圖而言，模型就是可重用的代碼。一般來(lái)說(shuō)，模型內(nèi)部必須保留所有對(duì)應(yīng)視圖的相關(guān)信息，以便在模型的狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，可以通知所有的視圖進(jìn)行更新。
控制器是和視圖聯(lián)合使用的，它捕捉鼠標(biāo)移動(dòng)、鼠標(biāo)點(diǎn)擊和鍵盤(pán)輸入等事件，將其轉(zhuǎn)化成服務(wù)請(qǐng)求，然后再傳給模型或者視圖。整個(gè)軟件的用戶是通過(guò)控制器來(lái)與系統(tǒng)交互的，他通過(guò)控制器來(lái)操縱模型，從而向模型傳遞數(shù)據(jù)，改變模型的狀態(tài)，并最后導(dǎo)致視圖的更新。
MVC設(shè)計(jì)模式將模型、視圖與控制器三個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分分隔開(kāi)來(lái)，這樣可以改變軟件的一個(gè)子系統(tǒng)而不至于對(duì)其它子系統(tǒng)產(chǎn)生重要影響。例如，在將一個(gè)非圖形化用戶界面軟件修改為圖形化用戶界面軟件時(shí)，不需要對(duì)模型進(jìn)行修改，而添加一個(gè)對(duì)新的輸入設(shè)備的支持，則通常不會(huì)對(duì)視圖產(chǎn)生任何影響。
應(yīng)用了MVC設(shè)計(jì)模式的軟件系統(tǒng)，其基本的實(shí)現(xiàn)過(guò)程是：
如果用UML來(lái)表示MVC設(shè)計(jì)模式，則如圖1所示：
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盡管設(shè)計(jì)模式的目標(biāo)是努力做到與語(yǔ)言的無(wú)關(guān)性，但事實(shí)上許多模式在應(yīng)用時(shí)還是需要依賴(lài)于具體實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言的某些特性，尤其是該語(yǔ)言的對(duì)象模型。由于《設(shè)計(jì)模式》一書(shū)采用的是C++和Smalltalk來(lái)講述設(shè)計(jì)模式，因此訪問(wèn)控制符和靜態(tài)成員方法（類(lèi)方法）等都可以直接使用，可惜的是這些特性在Python中都無(wú)法用到，原因是Python采了與C++完全不同的對(duì)象模式。
簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，Python是一種優(yōu)秀的面向?qū)ο竽_本語(yǔ)言，它具有動(dòng)態(tài)語(yǔ)義和快速的原型開(kāi)發(fā)能力，也許在短短的幾分鐘內(nèi)，你就可以開(kāi)發(fā)出使用其它語(yǔ)言可能需要花費(fèi)幾個(gè)小時(shí)的原型系統(tǒng)。Python豐富的工具集使得它位于傳統(tǒng)腳本語(yǔ)言（如Tcl、Perl和Scheme）和系統(tǒng)編程語(yǔ)言（如C、C++和Java）之間，既具備了腳本語(yǔ)言的簡(jiǎn)單易用性，同時(shí)又能夠提供只有系統(tǒng)語(yǔ)言才可能擁有的某些高級(jí)特性。
從面向?qū)ο蠼嵌葋?lái)看，Python和Smalltalk一樣都采用了完全的面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)思想，其對(duì)象模型能夠支持諸如運(yùn)算符重載、多重繼承等高級(jí)概念。但Python在設(shè)計(jì)時(shí)似乎忽略了面向?qū)ο蟮囊豁?xiàng)基本原則，那就是數(shù)據(jù)隱藏。與C++和Java不同，Python沒(méi)有為類(lèi)定義提供public、protected和private等關(guān)鍵字，這就意味著任何人都可以直接修改對(duì)象的屬性。Python之所以這么做，也許是為了保證語(yǔ)法上的簡(jiǎn)潔性，就像Python的發(fā)明人Guido van Rossum所認(rèn)為的那樣："豐富的語(yǔ)法帶來(lái)的負(fù)擔(dān)多于幫助"。但在某些設(shè)計(jì)模式中，向外界隱藏?cái)?shù)據(jù)和方法都是非常必要的，為此我們不得不利用Python對(duì)象模型提供的某些高級(jí)特性，來(lái)實(shí)現(xiàn)某種程度上的隱藏性。
在Python中應(yīng)用設(shè)計(jì)模式的一個(gè)有利因素是它的動(dòng)態(tài)類(lèi)型綁定，也就是說(shuō)一個(gè)對(duì)象很少只是一個(gè)類(lèi)的實(shí)例，而是可以在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)改變。在面向?qū)ο笙到y(tǒng)中，接口是一個(gè)基本的組成部分，對(duì)象只有通過(guò)它們的接口才能與外界進(jìn)行交互。對(duì)象的接口與其功能是完全分離的，支持相同請(qǐng)求的不同對(duì)象針對(duì)同一請(qǐng)求所觸發(fā)的操作可能完全不同，這就是動(dòng)態(tài)綁定的概念。動(dòng)態(tài)綁定雖然看起來(lái)在一定程度上使得代碼不同那么容易理解和維護(hù)，但它的確可以使整個(gè)軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)顯得更加清晰和合理。
作為一門(mén)優(yōu)秀的腳本語(yǔ)言，Python正在被越來(lái)越多的人所接受，使用Python開(kāi)發(fā)的項(xiàng)目也越來(lái)越多，這也難怪會(huì)被大家推崇為"下一代編程語(yǔ)言"中的典型代表。隨著應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)展，如何在用Python開(kāi)發(fā)軟件時(shí)充分利用已有的經(jīng)驗(yàn)和成果將成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，而設(shè)計(jì)模式作為軟件復(fù)用的一個(gè)重要方面，其價(jià)值自然是不言而喻。可問(wèn)題是目前所使用的設(shè)計(jì)模式大都是人們?cè)谟肧malltalk、C++和Java開(kāi)發(fā)軟件時(shí)所總結(jié)出來(lái)的，因此或多或少地帶有這些語(yǔ)言的影子，而要想在Python中使用這些設(shè)計(jì)模式，必須根據(jù)Python的自身特點(diǎn)和實(shí)際需要，靈活地加以運(yùn)用。
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對(duì)一門(mén)具體的編程語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，在應(yīng)用設(shè)計(jì)模式時(shí)影響最大的莫過(guò)于它的對(duì)象模型了，這是因?yàn)榇蟛糠衷O(shè)計(jì)模式都源自于C++和Java這類(lèi)面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言。要想在Python中復(fù)用這些設(shè)計(jì)模式，首先需要對(duì)Python的對(duì)象模型有一個(gè)比較清晰的認(rèn)識(shí)。
同其它面向?qū)ο缶幊陶Z(yǔ)言一樣，Python中的類(lèi)也是一種用戶自定義的數(shù)據(jù)類(lèi)型，其基本的語(yǔ)法格式是：
class <name>(superclass, ...): # 定義類(lèi) data = value # 共享的類(lèi)變量 def method(self, ...): # 類(lèi)中的方法 self.member = value # 實(shí)例的數(shù)據(jù) |
類(lèi)定義從關(guān)鍵字class開(kāi)始，并包含整個(gè)縮進(jìn)代碼塊，類(lèi)中定義的方法和屬性構(gòu)成了類(lèi)的名字空間（name space）。一個(gè)類(lèi)通常會(huì)有多個(gè)方法，它們都以關(guān)鍵字def開(kāi)頭，并且第一個(gè)參數(shù)通常都是self，Python中的變量self相當(dāng)于C++中的關(guān)鍵字this，其作用是傳遞一個(gè)對(duì)象的引用。
Python中的類(lèi)屬性位于類(lèi)的名字空間中，可以被所有的類(lèi)實(shí)例所共享，這一點(diǎn)同C++和Java相同。訪問(wèn)類(lèi)屬性時(shí)不需要事先創(chuàng)建類(lèi)的實(shí)例，直接使用類(lèi)名就可以了。例如：
>>> class Friend: default_age = 20 >>> Friend.default_age 20 |
除了自定義的類(lèi)屬性外，Python中的每個(gè)類(lèi)其實(shí)都具有一些特殊的類(lèi)屬性，它們都是由Python的對(duì)象模型所提供的。表1列出了這些類(lèi)屬性：
| 屬性名 | 說(shuō)明 |
| __dict__ | 類(lèi)名字空間的字典變量 |
| __doc__ | 類(lèi)的文檔說(shuō)明字符串 |
| __name__ | 類(lèi)的名稱(chēng) |
| __module__ | 類(lèi)的模塊名 |
| __bases__ | 該類(lèi)所有父類(lèi)組成的元組 |
定義類(lèi)的目的是為了創(chuàng)建它的實(shí)例，從面向?qū)ο蟮慕嵌瓤?，?lèi)是對(duì)數(shù)據(jù)及其相關(guān)操作的封裝，而類(lèi)實(shí)例則是對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中某個(gè)實(shí)體的抽象。假設(shè)定義了如下一個(gè)類(lèi)：
class School: def __init__(self, name): self.name = name self.students = [] def addStudent(self, student): self.students.append(student) |
要?jiǎng)?chuàng)建School類(lèi)的一個(gè)實(shí)例，可以執(zhí)行下面的語(yǔ)句：
bit = School("Beijing Institute of Technology") |
在C++和Java中創(chuàng)建類(lèi)實(shí)例時(shí)，與類(lèi)具有相同名稱(chēng)的構(gòu)造函數(shù)被調(diào)用，而在Python中創(chuàng)建一個(gè)類(lèi)的實(shí)例時(shí)，將調(diào)用名為_(kāi)_init__的特殊方法。Python中的類(lèi)實(shí)例繼承了類(lèi)的所有方法和屬性，并且有自己獨(dú)立的名字空間，使用下面的方法可以訪問(wèn)類(lèi)實(shí)例的方法和屬性：
bit.addStudent("gary") bit.students |
Python中的對(duì)象屬性有一個(gè)非常有趣的地方，那就是使用它們之前不用像C++和Java那樣，必須先在類(lèi)中進(jìn)行聲明，因?yàn)檫@些都是可以動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的。作為一門(mén)動(dòng)態(tài)類(lèi)型語(yǔ)言，Python的這一特性的確非常靈活，但有時(shí)也難免產(chǎn)生問(wèn)題。例如在許多針對(duì)接口的設(shè)計(jì)模式中，通常都需要知道對(duì)象所屬的類(lèi)，以便能夠調(diào)用不同的實(shí)現(xiàn)方法，這些在C++和Java這些強(qiáng)類(lèi)型語(yǔ)言的對(duì)象模型中不難實(shí)現(xiàn)，但對(duì)Python來(lái)講可就不那么簡(jiǎn)單了，因?yàn)镻ython中的每個(gè)變量事實(shí)上都沒(méi)有固定的類(lèi)型。
為了解決這一問(wèn)題，Python的__builtin__模塊提供了兩個(gè)非常實(shí)用的內(nèi)建函數(shù)：isinstance()和issubclass()。其中函數(shù)isinstance()用于測(cè)試一個(gè)對(duì)象是否是某個(gè)類(lèi)的實(shí)例，如果是的話則返回1，否則返回0。其基本的語(yǔ)法格式是：
isinstance (instance_object, class_object) |
例如：
>>> class Test: pass >>> inst = Test() >>> isinstance(inst, Test) 1 |
而函數(shù)issubclass()則用于測(cè)試一個(gè)類(lèi)是否是另一個(gè)類(lèi)的子類(lèi)，如果是的話則返回1，否則返回0。其基本的語(yǔ)法格式是：
issubclass(classobj1, classobj2) |
例如：
>>> class TestA: pass >>> class TestB(TestA): pass >>> issubclass(TestA, TestB) 0 >>> issubclass(TestB, TestA) 1 |
和類(lèi)一樣，Python中的每個(gè)類(lèi)實(shí)例也具有一些特殊的屬性，它們都是由Python的對(duì)象模型所提供的。表2列出了這些屬性：
| 屬性名 | 說(shuō)明 |
| __dict__ | 實(shí)例名字空間的字典變量 |
| __class__ | 生成該實(shí)例的類(lèi) |
| __methods__ | 實(shí)例所有方法的列表 |
在面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)中，繼承（Inheritance）允許子類(lèi)從父類(lèi)那里獲得屬性和方法，同時(shí)子類(lèi)可以添加或者重載其父類(lèi)中的任何方法。在Python中定義繼承類(lèi)的語(yǔ)法格式是：
class <name>(superclass, superclass, ...) suit |
例如，對(duì)于下面這個(gè)類(lèi)：
class Employee: def __init__(self, name, salary = 0): self.name = name self.salary = salary def raisesalary(self, percent): self.salary = self.salary * (1 + percent) def work(self): print self.name, "writes computer code" |
可以為其定義如下的子類(lèi)：
class Designer(Employee): def __init__(self, name): Employee.__init__(self, name, 5000) def work(self): print self.name, "writes design document" |
在C++和Java的對(duì)象模型中，子類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)會(huì)自動(dòng)調(diào)用父類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)，但在Python中卻不是這樣，你必須在子類(lèi)中顯示調(diào)用父類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)，這就是為什么在Designer. __init__方法中必須調(diào)用Employee.__init__方法的原因。
人們對(duì)多重繼承的看法一直褒貶不一，C++對(duì)象模型允許多重繼承，而Java對(duì)象模型則是通過(guò)接口（Interface）來(lái)間接實(shí)現(xiàn)多重繼承的。在對(duì)多重繼承的處理上，Python采用了和C++類(lèi)似的方法，即允許多重繼承，例如：
class A: pass class B(A): pass class C: pass class D(B, C): pass |
嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，像C++和Java這些強(qiáng)類(lèi)型語(yǔ)言對(duì)象模型中的多態(tài)概念并不適用于Python，因?yàn)镻ython沒(méi)有提供類(lèi)型聲明機(jī)制。但由于Python本身是一種動(dòng)態(tài)類(lèi)型語(yǔ)言，允許將任意值賦給任何一個(gè)變量，如果我們對(duì)多態(tài)的概念稍加擴(kuò)充，將其理解為具有能同時(shí)處理多種數(shù)據(jù)類(lèi)型的函數(shù)或方法，那么Python對(duì)象模型實(shí)際上也支持經(jīng)過(guò)弱化后的多態(tài)。
Python直到代碼運(yùn)行之時(shí)才去決定一個(gè)變量所屬的類(lèi)型，這一特性稱(chēng)為運(yùn)行時(shí)綁定（runtime binding）。Python解析器內(nèi)部雖然也對(duì)變量進(jìn)行類(lèi)型分配，但卻十分模糊，并且只有在真正使用它們時(shí)才隱式地分配類(lèi)型。例如，如果程序調(diào)用abs(num)，則除數(shù)字之外的任何類(lèi)型對(duì)變量num都沒(méi)有意義，此時(shí)變量num事實(shí)上就進(jìn)行了非正式的類(lèi)型分配。
能夠處理不同抽象層次的對(duì)象，是面向?qū)ο缶幊套钪匾奶匦灾?，也是Python的一個(gè)非常重要的組成部分。下面的例子示范了如何讓Python中的一個(gè)函數(shù)能夠同時(shí)處理多種類(lèi)型的數(shù)據(jù)，在C++的對(duì)象模型中，這種多態(tài)被稱(chēng)為方法重載。
class Polymorph: def deal_int(self, arg): print ‘%d is an integer‘ % arg def deal_str(self, arg): print ‘%s is a string‘ % arg def deal(self, arg): if type(arg) == type(1): self.deal_int(arg) elif type(arg) == type(‘ ‘): self.deal_str(arg) else: print ‘%s is not an integer or a string‘ % arg |
這樣，Polymorph類(lèi)中的方法deal就可以同時(shí)處理數(shù)字和字符串了：
>>> p = Polymorph() >>> p.deal(100) 100 is an integer >>> p.deal("Hello World!") Hello World! is a string |
Python對(duì)象模型對(duì)可見(jiàn)性的處理與C++和Java完全不同。在C++和Java中，如果屬性或者方法被聲明為private，那就意味著它們只能在類(lèi)中被訪問(wèn)，而如果被聲明為protected，則只有該類(lèi)或者其子類(lèi)中的代碼能夠訪問(wèn)這些屬性和方法。但在Python對(duì)象模型中，所有屬性和方法都是public的，也就是說(shuō)數(shù)據(jù)沒(méi)有做相應(yīng)的保護(hù)，你可以在任何地方對(duì)它們進(jìn)行任意的修改。
能夠?qū)梢?jiàn)性進(jìn)行約束是面向?qū)ο缶幊痰囊粋€(gè)重要特點(diǎn)，其目的是使對(duì)象具有優(yōu)良的封裝性：對(duì)象僅僅向外界提供訪問(wèn)接口，而內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)則被很好地隱藏起來(lái)。奇怪的是作為一門(mén)面向?qū)ο竽_本語(yǔ)言，Python并沒(méi)有提供對(duì)可見(jiàn)性進(jìn)行約束的機(jī)制，所有屬性和方法對(duì)任何人都是可見(jiàn)的，任何人想知道對(duì)象的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)都是可能的。雖然這樣做能夠帶來(lái)部分效率上的優(yōu)化，但卻無(wú)法阻止其它程序員對(duì)已經(jīng)封裝好的類(lèi)進(jìn)行破壞，從某種程度上這不得不說(shuō)是Python帶給我們的一絲的缺憾。
直到Python 1.5，Guido才引入了名字壓縮（name mangling）的概念，使得類(lèi)中的一些屬性得以局部化。在進(jìn)行定義類(lèi)時(shí)，如果一個(gè)屬性的名稱(chēng)是以?xún)蓚€(gè)下劃線開(kāi)始，同時(shí)又不是以下劃線結(jié)束的，那么它在編譯時(shí)將自動(dòng)地被改寫(xiě)為類(lèi)名加上屬性名。例如：
class Greeting: __data = "Hello World!" def __init__(self, str): Greeting.__data = str >>> g = Greeting("Hello Gary!") >>> dir (g) [‘_Greeting__data‘, ‘__doc__‘, ‘__init__‘, ‘__module__‘] |
從上面的顯示結(jié)果可以看出，Greeting類(lèi)的屬性__data變成了_Greeting__data。雖然這樣仍然無(wú)法阻止外界對(duì)它的訪問(wèn)，但的確使得訪問(wèn)變得不再那么直接了，從而在一定程序上保護(hù)了類(lèi)中的數(shù)據(jù)不被外界破壞。
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五、在Python中應(yīng)用設(shè)計(jì)模式
《設(shè)計(jì)模式》一書(shū)總結(jié)了23個(gè)模式，依據(jù)各自的目的又被分為創(chuàng)建型模式（creational pattern）、結(jié)構(gòu)型模式（structural pattern）和行為型模式（behavioral patterns），它們分別從對(duì)象的創(chuàng)建，對(duì)象和對(duì)象間的結(jié)構(gòu)關(guān)系以及對(duì)象之間如何交互這三個(gè)方面入手，對(duì)面向?qū)ο笙到y(tǒng)建模方法給予了解釋和指導(dǎo)。
這些設(shè)計(jì)模式如果能夠在Python中直接應(yīng)用的話，對(duì)所有Python程序員來(lái)講毫無(wú)疑問(wèn)將是一筆非常寶貴的財(cái)富，因?yàn)樗鼈兊恼_性和有效性已經(jīng)被無(wú)數(shù)次的實(shí)踐所驗(yàn)證過(guò)了。如果想在Python中靈活地運(yùn)行這些設(shè)計(jì)模式，可以遵循下面的幾個(gè)步驟：
首先，你應(yīng)該認(rèn)識(shí)到設(shè)計(jì)模式的確能夠改善你所設(shè)計(jì)的軟件。其次，你必須仔細(xì)研究每一種設(shè)計(jì)模式，學(xué)習(xí)如何在Python中應(yīng)用這些模式，以便在今后需要時(shí)能夠用到它們。最后，你要努力做到對(duì)各個(gè)設(shè)計(jì)模式都有非常清晰的認(rèn)識(shí)，最好能夠形成自己的獨(dú)到見(jiàn)解，清楚哪個(gè)模式能夠解決哪個(gè)設(shè)計(jì)上的問(wèn)題，并將它們真正應(yīng)用到你用Python開(kāi)發(fā)的軟件中去。所有的設(shè)計(jì)模式都來(lái)源于實(shí)踐，最終也將付諸于實(shí)踐，只有通過(guò)實(shí)踐中你才可能掌握每個(gè)模式的精髓所在。
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設(shè)計(jì)模式就是解決軟件開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)過(guò)程中某個(gè)特定問(wèn)題的特定方法，它最初起源于建筑設(shè)計(jì)，目前已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在軟件開(kāi)發(fā)領(lǐng)域中。設(shè)計(jì)模式是軟件復(fù)用的一種特定形式，理論上它與具體的語(yǔ)言無(wú)關(guān)，但實(shí)際應(yīng)用時(shí)通常會(huì)依賴(lài)于語(yǔ)言所提供的某些特性，Python是一門(mén)優(yōu)秀的面向?qū)ο竽_本語(yǔ)言，它的對(duì)象模型會(huì)影響到部分設(shè)計(jì)模式的實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)模式按其目的可以被劃分成不同的種類(lèi)，分別用于解決不同方面的實(shí)際問(wèn)題。
