设计模式帮助答案

【问题标题】：Design pattern help设计模式帮助
【发布时间】：2009-12-14 07:42:30
【问题描述】：

我有一些算法要做，它们在很多方面都非常相似，但都不同。

我将尝试举例说明我的意思。

假设我有一个 Robot 类。这个类应该是所有类的“基础”。它提供了使机器人在其环境中工作的基本机制。它可能需要也可能不需要自己工作（我的意思是它可以是一个抽象类，它本身是无用的，或者如果可能的话，具有准备工作的基本机制）。

所有机器人都有手。但有些机器人会有类似人类的手，有些会有刀片，有些会有剃须刀。我可以创建一个名为 RobotBase 的基类，然后创建 RobotHumandHand、RobotBladeHand 和 RobotRazorHand。但他们也可以有不同的头、不同的眼睛、不同的腿、不同的手臂等。有什么简单的方法可以解决这个问题吗？我想把它放在一种有点像乐高的方式，所以我可以定义一个机器人并“添加”我想要的部件。也许通过接口？我什至不知道这些是否存在于 python 中（这是我将使用的语言）。

非常感谢任何 cmets / 建议！谢谢！

【问题讨论】：

Robot 类不是此示例中的“基”类。如果是，那就意味着所有这些其他类型的对象都是机器人的一种，如果不是，它们就是机器人的一部分。
是的，你说得有道理。如果只有一件事可以改变，例如手臂，我可以从 Robot 继承并拥有 RobotBlade、RobotRazor 等。但在这种情况下你是对的。

标签： python design-patterns

【解决方案1】：

对于这样的问题，我可能会采用的设计模式是：Dependency Injection 和与之配套的框架、复合模式和构建器模式。它们基本上应该让您将机器人的创建与使用分开。

【讨论】：

从那篇文章中我读到“基本上，不是让您的对象创建依赖项或要求工厂对象为它们创建一个依赖项，而是将所需的依赖项传递给构造函数”。这对我来说似乎很完美。但是我将如何在 python 中实现它呢？我怎样才能让基础看到它有一个由 ArmBlade 类定义的新 MoveArm() 方法，而不是使用它的标准实现？（我假设我的主类有一个 MoveArm()）。
@吞噬极乐世界：慢点。喘口气。当您说“不同的实现”时，这就是重点。只要所有方法函数具有相同的name，它们就可以有不同的实现。你的复合对象的“moveArm”只是调用了一个 Arm 的“move”，不知道它是什么类型的手臂。

【解决方案2】：

我认为您的机器人应该有一个端口列表，即每个机器人可能具有的注入组件的数量。您的Robot 类将是RobotParts 的容器。您可以拥有特定的部分以具有特定的接口。 RobotHand 扩展 RobotPart 和 Robot 类有一个字段，其中包含 RobotHand 实现的列表（您可以将其限制为 2 手，但一般情况下可能会有更多）。您可以对从RobotPart 继承的RobotHead 执行相同操作，并且Robot 类中将有一个字段包含RobotHead 的实现。反过来，RobotHead 可能包含RobotEye 实现的列表，依此类推。然后您的特定 Robot 实现可以从基类继承它们的行为或利用配置，例如如果可用，请使用RobotBladeHands。

【讨论】：

好主意，这具有以通用方式保持多个部件实例状态的优势（超过我的建议）。
这完全是你想要的。您想使用对象组合，也称为“has-a”关系。 robot has-a set of hands, has-a head, etc. 与“is-a”关系形成对比。 RobotBladeHands 是RobotHands 的一种。

【解决方案3】：

我不是 Python 人，但快速浏览一下就知道它们支持多重继承，可以像 Java 接口一样使用（Python 似乎不支持接口）。因此，您可以拥有 RobotHand 的基本超类，然后是 RobotHumanHand、RobotBladeHand 等，与您的眼睛、脚一样。这是做你想做的事的合理方式。

【讨论】：

没有。这不是一个好主意。不要在 Python 中使用多重继承。事实上，除非你想重用接口的实现，否则不要使用继承。为了可以互换使用，Python 对象只需要实现兼容的方法，这是一种首选的风格。更像 Smalltalk 而不是 Simula。我的经验是，尝试使用 Simula（或 Java，或 C++）方式在 Python 中使用子类只会让事情变得更加困难。

【解决方案4】：

如果你正在寻找一种设计模式，那么我建议你使用策略模式。因为实现这个模式你可以动态地交换机器人的组件。

【讨论】：