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Python编程应用设计原则详解

python 搞代码 4年前 (2022-01-09) 24次浏览 已收录 0个评论
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写出能用的代码很简单,写出好用的代码很难。

好用的代码,也都会遵循一此原则,这就是设计原则,它们分别是:

  • 单一职责原则 (SRP)
  • 开闭原则 (OCP)
  • 里氏替换原则 (LSP)
  • 接口隔离原则 (ISP)
  • 依赖倒置原则 (DIP)

提取这五种原则的首字母缩写词,就是 SOLID 原则。下面分别进行介绍,并展示如何在 Python 中应用。

1、单一职责原则 SRP

单一职责原则(Single Responsibility Principle)这个原则的英文描述是这样的:A class or module should have a single responsibility。如果我们把它翻译成中文,那就是:一个类或者模块只负责完成一个职责(或者功能)。

让我们举一个更简单的例子,我们有一个数字 L = [n1, n2, …, nx] 的列表,我们计算一些数学函数。例如,计算最大值、平均值等。

一个不好的方法是让一个函数来完成所有的工作:

import numpy as np
 
def math_operations(list_):
    # Compute Average
    print(f"the mean is {np.mean(list_)}")
    # Compute Max
    print(f"the max is {np.max(list_)}") 
 
math_operations(list_ = [1,2,3,4,5])
# the mean is 3.0
# the max is 5

实际开发中,你可以认为 math_operations 很庞大,揉杂了各种功能代码。

为了使这个更符合单一职责原则,我们应该做的第一件事是将函数 math_operations 拆分为更细粒度的函数,一个函数只干一件事:

def get_mean(list_):
    '''Compute Max'''
    print(f"the mean is {np.mean(list_)}") 
def get_max(list_):
    '''Compute Max'''
    print(f"the max is {np.max(list_)}") 
def main(list_): 
    # Compute Average
    get_mean(list_)
    # Compute Max
    get_max(list_)
main([1,2,3,4,5])
# the mean is 3.0
# the max is 5

这样做的好处就是:

  • 易读易调试,更容易定位错误。
  • 可复用,代码的任何部分都可以在代码的其他部分中重用。
  • 可测试,为代码的每个功能创建测试更容易。

但是要增加新功能,比如计算中位数,main 函数还是很难维护,因此还需要第二个原则:OCP。

2、开闭原则 OCP

开闭原则(Open Closed Principle)就是对扩展开放,对修改关闭,这可以大大提升代码的可维护性,也来2源gaodaima#com搞(代@码&网就是说要增加新功能时只需要添加新的代码,不修改原有的代码,这样做即简单,也不会影响之前的单元测试,不容易出错,即使出错也只需要检查新添加的代码。

上述代码,可以通过将我们编写的所有函数变成一个类的子类来解决这个问题。代码如下:

import numpy as np
from abc import ABC, abstractmethod
class Operations(ABC):
    '''Operations'''
    @abstractmethod
    def operation():
        pass
class Mean(Operations):
    '''Compute Max'''
    def operation(list_):
        print(f"The mean is {np.mean(list_)}") 
class Max(Operations):
    '''Compute Max'''
    def operation(list_):
        print(f"The max is {np.max(list_)}") 
class Main:
    '''Main'''
    def get_operations(list_):
        # __subclasses__ will found all classes inheriting from Operations
        for operation in Operations.__subclasses__():
            operation.operation(list_)
if __name__ == "__main__":
    Main.get_operations([1,2,3,4,5])
# The mean is 3.0
# The max is 5

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