Шаблон проектирования моста с помощью Python
Вступление
Шаблон проектирования моста – это структурный шаблон проектирования , который отделяет абстракцию от реализации. В этой статье мы рассмотрим мотивацию и реализацию шаблона проектирования моста в Python.
Шаблоны проектирования относятся к набору стандартизированных практик или решений общих архитектурных проблем в программной инженерии.
Мотивация, лежащая в основе Шаблона проектирования моста
Шаблон моста предотвращает то, что называется декартовой сложностью произведения взрывом.
Проблема будет очевидна на примере. Предположим, вы реализуете Самолет . Это может быть военный или коммерческий самолет. Кроме того, это может быть пассажирский/военный или грузовой самолет.
Одним из подходов к реализации этого является наличие Военного пассажирского , Военного грузового , Коммерческого пассажирского и Коммерческого грузового самолетов.
Здесь декартово произведение сложности равно 2 x . Это число не является новаторским в этом масштабе, но когда вы включаете больше классов и вариаций, оно может расти экспоненциально и очень быстро станет неуправляемым.
Шаблон Bridge используется, ну, как bridge между классами ( Самолет реализация) и их характеристиками (является ли это пассажирский или грузовой самолет). Он предпочитает композицию наследованию .
Используя шаблон, вы создаете один класс для каждого из типов в разных категориях. Например, в нашем примере мы будем иметь Коммерческий самолет и Военный самолет в качестве сущностей, а Грузовой перевозчик и Пассажирский перевозчик в качестве отдельных сущностей.
Может показаться, что мы не очень много сделали, так как у нас все еще есть 4 класса, но представьте себе это в масштабе. Вы можете иметь запланированные классы и иметь только Грузового перевозчика и Пассажирского перевозчика , которые вы можете применить к этим самолетам.
Еще лучше было бы иметь родительские классы – Carrier и Plane . Для родительского класса Carrier можно создать два дочерних класса: Cargo и Passenger . Аналогично, для родительского класса Plane существуют два дочерних класса: Military и Commercial .
Далее вам понадобится способ соединения, или, другими словами, мост Carrier и Plane подклассов. Вы можете сделать это, передав один из этих двух классов в качестве значения параметра в конструкторе другого класса. Реализуя шаблон, мы сможем объединить любой из подклассов.
Наконец, давайте посмотрим, как мы можем реализовать шаблон проектирования моста в Python.
Реализация шаблона проектирования моста в Python
Как я уже говорил ранее, мы создадим родительский класс Carrier с двумя абстрактными методами: carry_military () и carry_passenger() . Затем мы можем создать дочерний класс Cargo , который наследуется от класса Carrier и реализует методы carry_military() и carry_commercial () .
Чтобы избежать скользкого пути добавления вариаций классов, мы определим Carrier с помощью двух абстрактных методов – carry_military() и cary_passenger() .
Класс Carrier дополнительно будет иметь два дочерних класса – Cargo и Passenger , которые наследуют его абстрактные методы и реализуют их:
# Passenger & Cargo Carriers
class Carrier:
def carry_military(self, items):
pass
def carry_commercial(self, items):
pass
class Cargo(Carrier):
def carry_military(self, items):
print("The plane carries ", items," military cargo goods")
def carry_commercial(self, items):
print("The plane carries ", items," commercial cargo goods")
class Passenger(Carrier):
def carry_military(self, passengers):
print("The plane carries ", passengers , " military passengers")
def carry_commercial(self, passengers):
print("The plane carries ", passengers , " commercial passengers")
В том же духе мы создадим класс Plane с двумя абстрактными методами – display_description() и add_objects () , а также два дочерних класса – Commercial и Military . Мы передадим Carrier конструктору класса Plane . Это мост .
Если самолет является Коммерческим самолетом, то он Грузовой и Пассажирский вернет carry_commercial() , и наоборот.
Количество пассажиров/товаров будет храниться в переменной self.objects , которая передается в качестве параметра методу carry_commercial() :
# Military & Commercial Planes
class Plane:
def __init__(self, Carrier):
self.carrier = Carrier
def display_description(self):
pass
def add_objects(self):
pass
class Commercial(Plane):
def __init__(self, Carrier, objects):
super().__init__(Carrier)
self.objects = objects
def display_description(self):
self.carrier.carry_commercial(self.objects)
def add_objects(self, new_objects):
self.objects += new_objects
class Military(Plane):
def __init__(self, Carrier, objects):
super().__init__(Carrier)
self.objects = objects
def display_description(self):
self.carrier.carry_military(self.objects)
def add_objects(self, new_objects):
self.objects += new_objects
Наши классы подготовлены и готовы. Теперь пришло время создать некоторые объекты и иметь их мост между собой через ранее упомянутый вызов конструктора.
Давайте рассмотрим пример:
cargo = Cargo() passenger = Passenger() # Bridging Military and Cargo classes military1 = Military(cargo , 100) military1.display_description() military1.add_objects(25) military1.display_description()
Здесь мы создали экземпляры объектов для классов Cargo и Passenger . Затем в вызове конструктора класса Military мы передали экземпляр cargo . Поскольку это военный самолет, груз считается военным грузом.
Поэтому метод display_description() выведет на печать сведения о военном грузе. Кроме того, мы добавили еще один 25 объекты поверх этой нагрузки:
The plane carries 100 military cargo goods The plane carries 125 military cargo goods
В том же духе мы можем соединить Военные и Пассажирские классы:
cargo = Cargo() passenger = Passenger() # Bridging Military and Passenger classes military2 = Military(passenger , 250) military2.display_description() military2.add_objects(10) military2.display_description()
Естественно, метод display_description() приводит к количеству военных пассажиров, которых мы перевозим:
The plane carries 250 military passengers The plane carries 260 military passengers
Точно так же мы можем соединить Коммерческие и Пассажирские :
# Bridging Commercial and Passenger commercial1 = Commercial(passenger , 400) commercial1.display_description() commercial1.add_objects(50) commercial1.display_description()
Что приведет к:
The plane carries 400 commercial passengers The plane carries 450 commercial passengers
И, наконец, мы можем соединить Коммерческие и Грузовые классы:
# Bridging Commercial and Cargo commercial2 = Commercial(cargo, 150) commercial2.display_description() commercial2.add_objects(15) commercial2.display_description()
Что приводит к:
The plane carries 150 commercial cargo goods The plane carries 165 commercial cargo goods
Вывод
Шаблон проектирования моста – это структурный шаблон проектирования, который отделяет абстракцию от реализации. В этой статье мы исследовали мотивацию, лежащую в основе шаблона проектирования моста и как он работает.
После этого мы реализовали шаблон в Python, продемонстрировав, как он работает.