设计模式库

章节：案例研究第19章第2节
难度：⭐⭐⭐⭐ 专家级
阅读时间：30-35 分钟
核心收获：建立可复用的设计模式库，加速自动化开发

22.9 理论要点：模式的价值

22.9.1 什么是设计模式

设计模式 是在特定上下文中解决特定问题的成熟方案。

价值： - 可复用：经过验证的解决方案 - 可交流：团队通用的语言 - 可维护：结构清晰，易于理解

22.9.2 模式分类

22.10 核心模式详解

22.10.1 Pipeline（管道）模式

适用场景：数据流处理

Input → Transform1 → Transform2 → Transform3 → Output

代码示例：

class Pipeline:
    def __init__(self):
        self.steps = []

    def add_step(self, func):
        self.steps.append(func)

    def execute(self, data):
        result = data
        for step in self.steps:
            result = step(result)
        return result

# 使用
pipeline = Pipeline()
pipeline.add_step(fetch_data)
pipeline.add_step(clean_data)
pipeline.add_step(filter_data)
pipeline.add_step(format_output)
result = pipeline.execute(input_data)

22.10.2 Strategy（策略）模式

适用场景：多种算法可互换

class RetryStrategy:
    def retry(self, func, max_retries):
        pass

class FixedIntervalStrategy(RetryStrategy):
    def retry(self, func, max_retries, interval=10):
        for i in range(max_retries + 1):
            try:
                return func()
            except Timeout:
                if i < max_retries:
                    time.sleep(interval)
        raise

class ExponentialBackoffStrategy(RetryStrategy):
    def retry(self, func, max_retries, base_delay=1):
        for i in range(max_retries + 1):
            try:
                return func()
            except Timeout:
                if i < max_retries:
                    wait = base_delay * (2 ** i)
                    time.sleep(wait)
        raise

22.10.3 Observer（观察者）模式

适用场景：事件通知

class EventManager:
    def __init__(self):
        self.listeners = {}

    def subscribe(self, event_type, listener):
        if event_type not in self.listeners:
            self.listeners[event_type] = []
        self.listeners[event_type].append(listener)

    def publish(self, event_type, data):
        if event_type in self.listeners:
            for listener in self.listeners[event_type]:
                listener(data)

# 使用
event_manager = EventManager()
event_manager.subscribe("task_completed", send_notification)
event_manager.subscribe("task_completed", update_dashboard)
event_manager.publish("task_completed", result)

22.11 模式库组织

patterns/
├── pipeline/
│   ├── README.md
│   ├── basic-pipeline.md
│   ├── parallel-pipeline.md
│   └── error-handling-pipeline.md
├── retry/
│   ├── README.md
│   ├── fixed-interval.md
│   ├── exponential-backoff.md
│   └── circuit-breaker.md
├── state-machine/
│   ├── README.md
│   ├── basic-state-machine.md
│   └── persistent-state-machine.md
└── ...

22.12 图文说明

📌 待补充：建议绘制以下示意图 1. 模式分类图 2. Pipeline 流程图 3. Strategy 类图 4. Observer 时序图

22.13 使用建议

📝 版本迭代记录