为什么Python不用设计模式？

秒速五厘米 2023-07-03 12:23 2阅读 0赞

> **来自：码农翻身（微信号：coderising）**

在遥远的Python王国，有一位少年，非常热爱编程，他的父母想给他报一个班，问了万能的朋友圈以后，发现大家都推荐同一个老师，人称吉先生。

于是他的父母毫不犹豫就交了一笔不菲的学费，每周六日下午让孩子去学习。

少年学习非常刻苦，很快就学会了Python语法、工具和框架。

老师像是见到了可以雕刻的美玉， 倾囊相授，告诉他不仅要把代码写对，还要让代码漂亮、优雅、可读、可维护。

少年又学会了单元测试，TDD，重构，努力让自己的代码达到老师所要求的标准。

他还把“Python 之禅”贴在了自己的墙上，经常对照自己的代码，从来都不敢违反。

The Zen of Python, by Tim Peters

> Beautiful is better than ugly. 
> 
> Explicit is better than implicit. 
> 
> Simple is better than complex. 
> 
> Complex is better than complicated. 
> 
> Flat is better than nested. 
> 
> Sparse is better than dense. 
> 
> Readability counts. 
> 
> ......

三年以后，少年以为自己成为了Python的大师，直到有一天，老师给他布置了一个大作业，其实是个大项目，业务非常复杂。

少年通宵达旦地编程，可他悲惨地发现，无论他怎么努力，他的代码都是乱糟糟的，没有美感，他所写出的类，模块混成了一团。

于是他只好去请教老师： “老师，我的Python和Flask框架已经用得滚瓜烂熟了，为什么完成不了这个项目呢？”

老师说：“孩子，原来你只需要把框架的类给import进来，稍微写点儿代码就行了，现在你需要自己去设计类，自己去做出抽象了！”

“怎么设计呢？”

“为师送你一本古书，《设计模式》 ，你回去好好看看吧。”

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少年如获至宝， 废寝忘食地去研究这本20多年前出的、泛黄的古书，还是用C++描述的。

他看得云里雾里，似乎明白，又似乎不明白，只好再去请教老师。

这一次，老师给了他另外一本书， 《Head First 设计模式》

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3psMXpsMnpsMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

少年翻开一看，这本书是用Java写的，于是又一头扎到了Java语言当中。

这本书比较通俗易懂，少年看得大呼过瘾。

终于，他信心十足地用Python开始那个大项目了。

他用Python语言实现设计模式，解决一些设计问题，可是总觉得不对劲，和Java , C++相比，感觉怪怪的。

另外他感觉到了动态语言的不爽之处，每次想重构的时候，总是不敢下手，他把困惑给老师说了。

老师笑道：“我在Java王国的时候，人们总是说‘动态一时爽，重构火葬场’， 现在你体会到了吧！”

“Java就能避免这个问题吗？”

“Java是一门静态语言，变量类型一旦确定就不能改变，对重构的支持非常好，你有没有兴趣去看看？那里有很多的框架，像Spring，Spring Boot，MyBatis, Dubbo, Netty，非常繁荣发达。”

少年心生向往，于是老师就给他写了个条子，告诉他说到了Java王国，找到IO大臣，一切事情都会畅通无阻。

少年辞别老师，奔向了Java帝国，老师整了整衣冠， 望着东方Java帝国的方向，庄严地拜了三拜：“五年了，IO大人，我没有辜负您的重托，又忽悠了一个人去做Java了！”

原来这位老师就是吉森！ IO大臣派来传播Java文化和价值观的传教士，入境后不幸被识破，软禁在了Python王国。

吉森的故事请移步《[Java帝国对Python的渗透能成功吗？][Java_Python]》

### Python没有接口？ ###

Python国王收到边关的奏报，说是最近有不少年轻人奔向了Java王国，不知道是不是国内政策有变，导致人心浮动。

Python国王震怒，下令严查。查来查去，所有的线索都指向了一个人：吉森。

这一天，Python特使带着士兵来到了吉森的住所，果然发现他又在忽悠年轻人了。

特使又气又笑：“你学了半吊子的Python，居然敢来蛊惑人心，实在是可笑。”

吉森看到自己的计谋已被识破，依然很镇静：“大人误会了，我教的就是正宗的面向对象的设计和设计模式啊，这设计模式用Python实现起来很别扭，我就推荐他们去学Java啊。”

“胡说，Python写设计模式怎么会很别扭？ Java 由于语法所限，表达能力比较弱，对于一些问题，只好用笨拙的设计模式来解决，我们Python有可能在语法层面就解决问题了！”

“那你说说，设计模式的原则是什么？” 吉森问道。

“1. 面向接口编程，而不是面向实现编程。2. 优先使用组合而不是继承。” 这是难不住特使的。

“Python连接口都没有，怎么面向接口编程？”  吉森问道。

特使哈哈大笑：“说你是半吊子吧，你还不服，你以为这里的接口就是你们Java的interface啊！你忘了Python的Duck Typing了？”

1.  `class Duck:`
2.  `    def fly(self):`
3.  `        print("Duck flying")`
4.   
5.  `class Airplane:`
6.  `    def fly(self):`
7.  `        print("Airplane flying")`
8.   
9.   
10. `def lift_off(entity):`
11. `    entity.fly()`
12.  
13.  
14. `duck = Duck()`
15. `plane = Airplane()`
16.  
17. `lift_off(duck)`
18. `lift_off(plane)`

“看到没有， Duck和Airplane都没有实现你所谓的接口，但是都可以调用fly()方法，这难道不是面向接口编程， 如果你非要类比的话，这个fly就是一个自动化的接口啊。”

吉森确实没想到这一层，至于第二个原则，优先使用组合而不是继承，可以是每个面向对象的语言都可以实现的，他叹了口气，也就不问了。

### Adapter模式 ###

特使接着说：“Duck Typing非常强大，你不是提到了设计模式吗，在Duck Typing面前，很多设计模式纯属多此一举。我来给你举个例子，Adapter模式。假设客户端有这么一段代码，**可以把一段日志写入文件当中**。”

1.  `def log(file,msg):`
2.  `    file.write('[{}] - {}'.format(datetime.now(), msg))`

“现在来了新的需求，要把日志写入数据库， 而数据库并没有write 方法，怎么办？ 那就写个Adapter吧。”

1.  `class DBAdapter:`
2.  `    def __init__(self, db):`
3.  `        self.db = db`
4.   
5.  `    def write(self, msg):`
6.  `        self.db.insert(msg)`

“注意这个DBAdapter并不需要实现什么接口（我大Python也没有接口），就是一个单独的类，只需要有个write方法就可以了。”

1.  `db_adapter = DBAdapter(db)`
2.  `log(db_adapter, "sev1 error occurred")`

确实是很简单，只要有write 方法， 不管你是任何对象，都可以进行调用， 典型的Duck Typing 。

既然Adapter可以这么写，那Proxy模式也是类似了，只要你的Proxy类和被代理的类的方法一样，那就可以被客户使用。

但是这种方法的弊端就是，不知道log方法的参数类型，想要重构可就难了。

### 单例模式 ###

吉森又想到了一个问题，继续挑战特使：“Python连个private 关键字都没有，怎么隐藏一个类的构造函数，怎么去实现单例？”

特使不屑地说：“忘掉你那套Java思维吧，在Python中想写个singleton有很多办法，我给你展示一个比较Python的方式，用module的方式来实现。”

1.  `#singleton.py`
2.   
3.  `class Singleton:`
4.  `    def __init__(self):`
5.  `        self.name = "i'm singleton"`
6.   
7.  `instance = Singleton()`
8.   
9.  `del Singleton  # 把构造函数删除`

### 使用Singleton: ###

1.  `import singleton`
2.   
3.  `print(singleton.instance.name)  # i'm singleton`
4.   
5.  `instance = Singleton() # NameError: name 'Singleton' is not defined`

吉森确实没有想到这种写法，利用Python的module来实现信息的隐藏。

### Visitor模式 ###

不是每个设计模式都能这么干吧？  吉森心中暗想，他脑海中浮现了一个难于理解的模式：Visitor，自己当初为了学习它可是下了苦工。

吉森说：“那你说说，对于Visitor，怎么利用Python的特色？”

“我知道你心里想的是什么，无非就是想让我写一个类，然后在写个Visitor对它进行访问，是不是？”

1.  `class TreeNode:`
2.  `    def __init__(self, data):`
3.  `        self.data = data`
4.  `        self.left = None`
5.  `        self.right = None`
6.  `    def accept(self, visitor):`
7.  `        if self.left is not None:`
8.  `            self.left.accept(visitor)`
9.   
10. `        visitor.visit(self)`
11.  
12. `        if self.right is not None:`
13. `            self.right.accept(visitor)`
14.  
15. `class PrintVisitor:`
16. `    def visit(self,node):`
17. `        print(node.data)`
18.  
19. `root = TreeNode('1')`
20. `root.left = TreeNode('2')`
21. `root.right = TreeNode('3')`
22.  
23. `visitor = PrintVisitor()`
24.  
25. `root.accept(visitor)   #输出2, 1, 3`

吉森说：“是啊， 难道Visitor模式不是这么写的吗？ ”

"我就说你的Python只是学了点皮毛吧，Visitor的本质是在分离结构和操作， 在Python中使用generator可以更加优雅地实现。”

1.  `class TreeNode:`
2.   
3.  `    def __iter__(self):`
4.  `        return self.__generator()`
5.   
6.  `    def __generator(self):`
7.  `        if self.left is not None:`
8.  `            yield from iter(self.left) `
9.  `        yield from self.data`
10.  
11. `        if self.right is not None:`
12. `            yield from iter(self.right) `
13.  
14. `root = TreeNode('1')`
15. `root.left = TreeNode('2')`
16. `root.right = TreeNode('3')`
17.  
18. `for ele in root:`
19. `    print(ele)`

不得不承认，这种方式使用起来更加简洁，同时达到了结构和操作进行分离的目的。

特使说道： “看到了吧，Python在语言层面对一些模式提供了支持，所以很多设计模式在我大Python看起来非常笨拙，我们这里并不提倡，当然我们还是要掌握面向对象设计的原则SOLID和设计模式的思想，发现变化并且封装变化，这样才能写出优雅的程序出来。”

吉森叹了一口气，感慨自己学艺不精，不再反抗，束手就擒。

### 尾声 ###

Python王国审判了吉森，本来要判他死刑，但是Java帝国重兵压境，要求释放，否则就开战。

吉森被送回Java王国，成为了人们心目中的英雄，回家他仔细对比了Java和Python，在Java虚拟机上把Python语言给实现了！国王为了表彰他的英勇事迹，把这个语言叫做Jython。

ps. 本文故事受到了这个视频的启发：https://www.youtube.com/watch?v=G5OeYHCJuv0

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[Java_Python]: https://blog.csdn.net/zl1zl2zl3/article/details/87951365