В Python-разработке активно применяются различные паттерны проектирования для создания гибкого, масштабируемого и поддерживаемого кода. Ниже представлены некоторые из наиболее часто используемых:

1. Singleton (Одиночка)

   • Назначение: Гарантирует, что у класса есть только один экземпляр, и предоставляет глобальную точку доступа к нему.

   • Применение: Используется для объектов, которые должны быть уникальными в системе, например, менеджеры конфигурации, пулы соединений или логирование.

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

   Пример использования:

   s1 = Singleton() s2 = Singleton() print(s1 is s2) # Выведет True

2. Factory Method (Фабричный метод)

   • Назначение: Определяет интерфейс для создания объекта, но позволяет подклассам решать, какой класс инстанцировать. Делегирует создание объектов подклассам.
   • Применение: Используется, когда класс не может предвидеть класс объектов, которые ему нужно создать, или когда подклассы должны определять, какие объекты создавать.

     
     from abc import ABC, abstractmethod

   class Product(ABC): @abstractmethod def operation(self): pass

   class ConcreteProduct(Product): def operation(self): return "ConcreteProduct operation"

   class Creator(ABC): @abstractmethod def factory_method(self) -> Product: pass

   class ConcreteCreator(Creator): def factory_method(self) -> Product: return ConcreteProduct()

   Пример использования:

   creator = ConcreteCreator() product = creator.factory_method() print(product.operation())

3. Observer (Наблюдатель)

   • Назначение: Определяет зависимость "один-ко-многим" между объектами так, что при изменении состояния одного объекта все зависящие от него оповещаются и автоматически обновляются.

   • Применение: Используется для реализации распределенных систем событий, где изменения в одном объекте должны вызывать действия в других, не связывая их напрямую.

     
     class Subject:
     def __init__(self):
         self._observers = []
     
     def attach(self, observer):
         if observer not in self._observers:
             self._observers.append(observer)
     
     def detach(self, observer):
         self._observers.remove(observer)
     
     def notify(self, message):
         for observer in self._observers:
             observer.update(message)

   class Observer: def init(self, name): self.name = name

   def update(self, message):
       print(f"Observer {self.name} received: {message}")

   Пример использования:

   subject = Subject() observer1 = Observer("One") observer2 = Observer("Two")

   subject.attach(observer1) subject.attach(observer2)

   subject.notify("State changed!")

4. Decorator (Декоратор)

   • Назначение: Динамически добавляет новую функциональность объекту, не изменяя его структуру. В Python реализуется с помощью функций-декораторов или классов.
   • Применение: Идеален для добавления логирования, кэширования, проверки прав доступа, измерения времени выполнения и других сквозных функций.

     
     def logger(func):
     def wrapper(*args, **kwargs):
         print(f"[LOG] Calling function: {func.__name__} with args: {args}, kwargs: {kwargs}")
         result = func(*args, **kwargs)
         print(f"[LOG] Function {func.__name__} returned: {result}")
         return result
     return wrapper

   @logger def add(a, b): return a + b

   Пример использования:

   print(add(2, 3))

Помимо перечисленных, в Python также часто используются другие паттерны, такие как Adapter (Адаптер), Strategy (Стратегия), Facade (Фасад), Iterator (Итератор) и Template Method (Шаблонный метод).