పైథాన్ క్రియేషనల్ డిజైన్ ప్యాటర్న్లను (సింగిల్టన్, ఫ్యాక్టరీ, అబ్స్ట్రాక్ట్ ఫ్యాక్టరీ, బిల్డర్, ప్రోటోటైప్) అన్వేషించండి. వాటి అమలులు, ప్రయోజనాలు, వాస్తవ అనువర్తనాలను తెలుసుకోండి.
పైథాన్ డిజైన్ ప్యాటర్న్లు: క్రియేషనల్ ప్యాటర్న్లలో లోతైన పరిశీలన
డిజైన్ ప్యాటర్న్లు సాఫ్ట్వేర్ డిజైన్లో సాధారణంగా ఎదురయ్యే సమస్యలకు పునర్వినియోగించదగిన పరిష్కారాలు. అవి ఈ సమస్యలను ఎలా పరిష్కరించాలో ఒక బ్లూప్రింట్ను అందిస్తాయి, కోడ్ పునర్వినియోగం, నిర్వహణ సామర్థ్యం మరియు వశ్యతను ప్రోత్సహిస్తాయి. క్రియేషనల్ డిజైన్ ప్యాటర్న్లు, ప్రత్యేకించి, ఆబ్జెక్ట్ సృష్టి విధానాలతో వ్యవహరిస్తాయి, పరిస్థితికి తగిన విధంగా ఆబ్జెక్ట్లను రూపొందించడానికి ప్రయత్నిస్తాయి. ఈ కథనం పైథాన్లో క్రియేషనల్ డిజైన్ ప్యాటర్న్ల గురించి సమగ్ర పరిశోధనను అందిస్తుంది, ఇందులో వివరణాత్మక వివరణలు, కోడ్ ఉదాహరణలు మరియు ప్రపంచ ప్రేక్షకులకు సంబంధించిన ఆచరణాత్మక అనువర్తనాలు ఉన్నాయి.
క్రియేషనల్ డిజైన్ ప్యాటర్న్లు అంటే ఏమిటి?
క్రియేషనల్ డిజైన్ ప్యాటర్న్లు ఇన్స్టాంటియేషన్ ప్రక్రియను అబ్స్ట్రాక్ట్ చేస్తాయి. అవి క్లయింట్ కోడ్ను ఇన్స్టాంటియేట్ చేయబడుతున్న నిర్దిష్ట తరగతుల నుండి వేరు చేస్తాయి, ఆబ్జెక్ట్ సృష్టిపై ఎక్కువ వశ్యత మరియు నియంత్రణను అనుమతిస్తాయి. ఈ ప్యాటర్న్లను ఉపయోగించడం ద్వారా, మీరు సృష్టించబడే ఆబ్జెక్ట్ యొక్క ఖచ్చితమైన తరగతిని పేర్కొనకుండా ఆబ్జెక్ట్లను సృష్టించవచ్చు. ఆందోళనల యొక్క ఈ విభజన కోడ్ను మరింత పటిష్టంగా మరియు నిర్వహణకు సులభతరం చేస్తుంది.
క్రియేషనల్ ప్యాటర్న్ల యొక్క ప్రాథమిక లక్ష్యం ఆబ్జెక్ట్ ఇన్స్టాంటియేషన్ ప్రక్రియను అబ్స్ట్రాక్ట్ చేయడం, ఆబ్జెక్ట్ సృష్టి యొక్క సంక్లిష్టతలను క్లయింట్ నుండి దాచడం. ఇది డెవలపర్లు తమ అనువర్తనాల యొక్క ఉన్నత-స్థాయి లాజిక్పై దృష్టి పెట్టడానికి అనుమతిస్తుంది, ఆబ్జెక్ట్ సృష్టి యొక్క చిన్నపాటి వివరాలతో చిక్కుకోకుండా.
క్రియేషనల్ డిజైన్ ప్యాటర్న్ల రకాలు
ఈ కథనంలో మనం ఈ క్రింది క్రియేషనల్ డిజైన్ ప్యాటర్న్లను కవర్ చేస్తాము:
- సింగిల్టన్: ఒక తరగతికి ఒకే ఇన్స్టాన్స్ ఉండేలా చూస్తుంది మరియు దానికి గ్లోబల్ యాక్సెస్ పాయింట్ను అందిస్తుంది.
- ఫ్యాక్టరీ పద్ధతి: ఒక ఆబ్జెక్ట్ను సృష్టించడానికి ఒక ఇంటర్ఫేస్ను నిర్వచిస్తుంది, కానీ సబ్క్లాస్లు ఏ తరగతిని ఇన్స్టాంటియేట్ చేయాలో నిర్ణయించుకోవడానికి అనుమతిస్తుంది.
- అబ్స్ట్రాక్ట్ ఫ్యాక్టరీ: వాటి కాంక్రీట్ తరగతులను పేర్కొనకుండానే సంబంధిత లేదా ఆధారిత ఆబ్జెక్ట్ల కుటుంబాలను సృష్టించడానికి ఒక ఇంటర్ఫేస్ను అందిస్తుంది.
- బిల్డర్: సంక్లిష్ట ఆబ్జెక్ట్ నిర్మాణం దాని ప్రాతినిధ్యం నుండి వేరు చేస్తుంది, అదే నిర్మాణ ప్రక్రియను ఉపయోగించి వివిధ ప్రాతినిధ్యాలను సృష్టించడానికి అనుమతిస్తుంది.
- ప్రోటోటైప్: ప్రోటోటైపికల్ ఇన్స్టాన్స్ను ఉపయోగించి సృష్టించబడే ఆబ్జెక్ట్ల రకాన్ని నిర్దేశిస్తుంది మరియు ఈ ప్రోటోటైప్ను కాపీ చేయడం ద్వారా కొత్త ఆబ్జెక్ట్లను సృష్టిస్తుంది.
1. సింగిల్టన్ ప్యాటర్న్
సింగిల్టన్ ప్యాటర్న్ ఒక తరగతికి ఒకే ఇన్స్టాన్స్ ఉండేలా చూస్తుంది మరియు దానికి గ్లోబల్ యాక్సెస్ పాయింట్ను అందిస్తుంది. సిస్టమ్లో చర్యలను సమన్వయం చేయడానికి ఒకే ఆబ్జెక్ట్ అవసరమైనప్పుడు ఈ ప్యాటర్న్ ఉపయోగపడుతుంది. వనరులు, లాగింగ్ లేదా కాన్ఫిగరేషన్ సెట్టింగ్లను నిర్వహించడానికి ఇది తరచుగా ఉపయోగించబడుతుంది.
అమలు
సింగిల్టన్ ప్యాటర్న్ యొక్క పైథాన్ అమలు ఇక్కడ ఉంది:
class Singleton:
_instance = None
def __new__(cls, *args, **kwargs):
if not cls._instance:
cls._instance = super(Singleton, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)
return cls._instance
# Example usage
s1 = Singleton()
s2 = Singleton()
print(s1 is s2) # Output: True
వివరణ:
_instance: ఈ క్లాస్ వేరియబుల్ తరగతి యొక్క ఒకే ఇన్స్టాన్స్ను నిల్వ చేస్తుంది.__new__: ఒక ఆబ్జెక్ట్ సృష్టించబడినప్పుడు__init__ముందు ఈ పద్ధతి పిలవబడుతుంది. ఇది ఇన్స్టాన్స్ ఇప్పటికే ఉందో లేదో తనిఖీ చేస్తుంది. లేకపోతే, ఇదిsuper().__new__(cls)ఉపయోగించి కొత్త ఇన్స్టాన్స్ను సృష్టించి, దానిని_instanceలో నిల్వ చేస్తుంది. ఇన్స్టాన్స్ ఇప్పటికే ఉంటే, అది ఇప్పటికే ఉన్న ఇన్స్టాన్స్ను అందిస్తుంది.
ఉపయోగ సందర్భాలు
- డేటాబేస్ కనెక్షన్: ఒక సమయంలో డేటాబేస్కు ఒకే కనెక్షన్ ఓపెన్ అయ్యేలా చూస్తుంది.
- కాన్ఫిగరేషన్ మేనేజర్: అప్లికేషన్ కాన్ఫిగరేషన్ సెట్టింగ్లకు ఒకే యాక్సెస్ పాయింట్ను అందిస్తుంది.
- లాగర్: అప్లికేషన్లో అన్ని లాగింగ్ కార్యకలాపాలను నిర్వహించడానికి ఒకే లాగింగ్ ఇన్స్టాన్స్ను సృష్టించడం.
ఉదాహరణ
సింగిల్టన్ ప్యాటర్న్ను ఉపయోగించి అమలు చేయబడిన కాన్ఫిగరేషన్ మేనేజర్ యొక్క సాధారణ ఉదాహరణను పరిశీలిద్దాం:
class ConfigurationManager(Singleton):
def __init__(self):
if not hasattr(self, 'config'): # Ensure __init__ is only called once
self.config = {}
def set_config(self, key, value):
self.config[key] = value
def get_config(self, key):
return self.config.get(key)
# Example usage
config_manager1 = ConfigurationManager()
config_manager1.set_config('database_url', 'localhost:5432')
config_manager2 = ConfigurationManager()
print(config_manager2.get_config('database_url')) # Output: localhost:5432
2. ఫ్యాక్టరీ పద్ధతి ప్యాటర్న్
ఫ్యాక్టరీ పద్ధతి ప్యాటర్న్ ఒక ఆబ్జెక్ట్ను సృష్టించడానికి ఒక ఇంటర్ఫేస్ను నిర్వచిస్తుంది, కానీ సబ్క్లాస్లు ఏ తరగతిని ఇన్స్టాంటియేట్ చేయాలో నిర్ణయించుకోవడానికి అనుమతిస్తుంది. ఫ్యాక్టరీ పద్ధతి ఒక తరగతికి ఇన్స్టాంటియేషన్ను సబ్క్లాస్లకు వాయిదా వేయడానికి అనుమతిస్తుంది. ఈ ప్యాటర్న్ లూజ్ కప్లింగ్ను ప్రోత్సహిస్తుంది మరియు ఇప్పటికే ఉన్న కోడ్ను సవరించకుండా కొత్త ఉత్పత్తి రకాలను జోడించడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది.
అమలు
ఫ్యాక్టరీ పద్ధతి ప్యాటర్న్ యొక్క పైథాన్ అమలు ఇక్కడ ఉంది:
from abc import ABC, abstractmethod
class Animal(ABC):
@abstractmethod
def speak(self):
pass
class Dog(Animal):
def speak(self):
return \"Woof!\"
class Cat(Animal):
def speak(self):
return \"Meow!\"
class AnimalFactory(ABC):
@abstractmethod
def create_animal(self):
pass
class DogFactory(AnimalFactory):
def create_animal(self):
return Dog()
class CatFactory(AnimalFactory):
def create_animal(self):
return Cat()
# Client code
def get_animal(factory: AnimalFactory):
animal = factory.create_animal()
return animal.speak()
dog_sound = get_animal(DogFactory())
cat_sound = get_animal(CatFactory())
print(f\"Dog says: {dog_sound}\") # Output: Dog says: Woof!
print(f\"Cat says: {cat_sound}\") # Output: Cat says: Meow!
వివరణ:
Animal: అన్ని జంతు జాతుల కోసం ఇంటర్ఫేస్ను నిర్వచించే ఒక అబ్స్ట్రాక్ట్ బేస్ క్లాస్.DogమరియుCat:Animalఇంటర్ఫేస్ను అమలు చేసే కాంక్రీట్ క్లాసులు.AnimalFactory: జంతువులను సృష్టించడానికి ఇంటర్ఫేస్ను నిర్వచించే ఒక అబ్స్ట్రాక్ట్ బేస్ క్లాస్.DogFactoryమరియుCatFactory: వరుసగాDogమరియుCatఇన్స్టాన్స్లను సృష్టించడానికి బాధ్యత వహించే,AnimalFactoryఇంటర్ఫేస్ను అమలు చేసే కాంక్రీట్ క్లాసులు.get_animal: ఫ్యాక్టరీని ఉపయోగించి ఒక జంతువును సృష్టించి ఉపయోగించే క్లయింట్ ఫంక్షన్.
ఉపయోగ సందర్భాలు
- UI ఫ్రేమ్వర్క్లు: విభిన్న ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్ల కోసం వేర్వేరు ఫ్యాక్టరీలను ఉపయోగించి ప్లాట్ఫారమ్-నిర్దిష్ట UI ఎలిమెంట్లను (ఉదా., బటన్లు, టెక్స్ట్ ఫీల్డ్లు) సృష్టించడం.
- గేమ్ డెవలప్మెంట్: గేమ్ స్థాయి లేదా వినియోగదారు ఎంపిక ఆధారంగా వివిధ రకాల గేమ్ క్యారెక్టర్లు లేదా ఆబ్జెక్ట్లను సృష్టించడం.
- డాక్యుమెంట్ ప్రాసెసింగ్: కావలసిన అవుట్పుట్ ఫార్మాట్ ఆధారంగా విభిన్న ఫ్యాక్టరీలను ఉపయోగించి వివిధ రకాల డాక్యుమెంట్లను (ఉదా., PDF, Word, HTML) సృష్టించడం.
ఉదాహరణ
వినియోగదారు ఎంపిక ఆధారంగా మీరు వివిధ రకాల చెల్లింపు పద్ధతులను సృష్టించాలనుకునే దృష్టాంతాన్ని పరిశీలించండి. ఫ్యాక్టరీ పద్ధతి ప్యాటర్న్ను ఉపయోగించి దీన్ని ఎలా అమలు చేయవచ్చో ఇక్కడ ఉంది:
from abc import ABC, abstractmethod
class Payment(ABC):
@abstractmethod
def process_payment(self, amount):
pass
class CreditCardPayment(Payment):
def process_payment(self, amount):
return f\"Processing credit card payment of ${amount}\"
class PayPalPayment(Payment):
def process_payment(self, amount):
return f\"Processing PayPal payment of ${amount}\"
class PaymentFactory(ABC):
@abstractmethod
def create_payment_method(self):
pass
class CreditCardPaymentFactory(PaymentFactory):
def create_payment_method(self):
return CreditCardPayment()
class PayPalPaymentFactory(PaymentFactory):
def create_payment_method(self):
return PayPalPayment()
# Client code
def process_payment(factory: PaymentFactory, amount):
payment_method = factory.create_payment_method()
return payment_method.process_payment(amount)
credit_card_payment = process_payment(CreditCardPaymentFactory(), 100)
paypal_payment = process_payment(PayPalPaymentFactory(), 50)
print(credit_card_payment) # Output: Processing credit card payment of $100
print(paypal_payment) # Output: Processing PayPal payment of $50
3. అబ్స్ట్రాక్ట్ ఫ్యాక్టరీ ప్యాటర్న్
అబ్స్ట్రాక్ట్ ఫ్యాక్టరీ ప్యాటర్న్ వాటి కాంక్రీట్ తరగతులను పేర్కొనకుండానే సంబంధిత లేదా ఆధారిత ఆబ్జెక్ట్ల కుటుంబాలను సృష్టించడానికి ఒక ఇంటర్ఫేస్ను అందిస్తుంది. ఇది కలిసి పనిచేయడానికి రూపొందించబడిన ఆబ్జెక్ట్లను సృష్టించడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది, స్థిరత్వం మరియు అనుకూలతను నిర్ధారిస్తుంది.
అమలు
అబ్స్ట్రాక్ట్ ఫ్యాక్టరీ ప్యాటర్న్ యొక్క పైథాన్ అమలు ఇక్కడ ఉంది:
from abc import ABC, abstractmethod
class Button(ABC):
@abstractmethod
def paint(self):
pass
class Checkbox(ABC):
@abstractmethod
def paint(self):
pass
class GUIFactory(ABC):
@abstractmethod
def create_button(self):
pass
@abstractmethod
def create_checkbox(self):
pass
class WinFactory(GUIFactory):
def create_button(self):
return WinButton()
def create_checkbox(self):
return WinCheckbox()
class MacFactory(GUIFactory):
def create_button(self):
return MacButton()
def create_checkbox(self):
return MacCheckbox()
class WinButton(Button):
def paint(self):
return \"Rendering a Windows button\"
class MacButton(Button):
def paint(self):
return \"Rendering a Mac button\"
class WinCheckbox(Checkbox):
def paint(self):
return \"Rendering a Windows checkbox\"
class MacCheckbox(Checkbox):
def paint(self):
return \"Rendering a Mac checkbox\"
# Client code
def paint_ui(factory: GUIFactory):
button = factory.create_button()
checkbox = factory.create_checkbox()
return button.paint(), checkbox.paint()
win_button, win_checkbox = paint_ui(WinFactory())
mac_button, mac_checkbox = paint_ui(MacFactory())
print(win_button) # Output: Rendering a Windows button
print(win_checkbox) # Output: Rendering a Windows checkbox
print(mac_button) # Output: Rendering a Mac button
print(mac_checkbox) # Output: Rendering a Mac checkbox
వివరణ:
ButtonమరియుCheckbox: UI ఎలిమెంట్ల కోసం ఇంటర్ఫేస్లను నిర్వచించే అబ్స్ట్రాక్ట్ బేస్ క్లాసులు.WinButton,MacButton,WinCheckbox, మరియుMacCheckbox: Windows మరియు Mac ప్లాట్ఫారమ్ల కోసం UI ఎలిమెంట్ ఇంటర్ఫేస్లను అమలు చేసే కాంక్రీట్ క్లాసులు.GUIFactory: UI ఎలిమెంట్ల కుటుంబాలను సృష్టించడానికి ఇంటర్ఫేస్ను నిర్వచించే ఒక అబ్స్ట్రాక్ట్ బేస్ క్లాస్.WinFactoryమరియుMacFactory: వరుసగా Windows మరియు Mac ప్లాట్ఫారమ్ల కోసం UI ఎలిమెంట్లను సృష్టించడానికి బాధ్యత వహించే,GUIFactoryఇంటర్ఫేస్ను అమలు చేసే కాంక్రీట్ క్లాసులు.paint_ui: ఫ్యాక్టరీని ఉపయోగించి UI ఎలిమెంట్లను సృష్టించి, పెయింట్ చేసే క్లయింట్ ఫంక్షన్.
ఉపయోగ సందర్భాలు
- UI ఫ్రేమ్వర్క్లు: ఒక నిర్దిష్ట ఆపరేటింగ్ సిస్టమ్ లేదా ప్లాట్ఫారమ్ యొక్క రూపాన్ని మరియు అనుభూతికి అనుగుణంగా ఉండే UI ఎలిమెంట్లను సృష్టించడం.
- గేమ్ డెవలప్మెంట్: ఒక నిర్దిష్ట గేమ్ స్థాయి లేదా థీమ్ శైలికి అనుగుణంగా ఉండే గేమ్ ఆబ్జెక్ట్లను సృష్టించడం.
- డేటా యాక్సెస్: ఒక నిర్దిష్ట డేటాబేస్ లేదా డేటా సోర్స్తో అనుకూలంగా ఉండే డేటా యాక్సెస్ ఆబ్జెక్ట్లను సృష్టించడం.
ఉదాహరణ
మీరు విభిన్న శైలులతో (ఉదా., ఆధునిక, విక్టోరియన్) వివిధ రకాల ఫర్నిచర్ను (ఉదా., కుర్చీలు, బల్లలు) సృష్టించాలనుకునే దృష్టాంతాన్ని పరిశీలించండి. అబ్స్ట్రాక్ట్ ఫ్యాక్టరీ ప్యాటర్న్ను ఉపయోగించి దీన్ని ఎలా అమలు చేయవచ్చో ఇక్కడ ఉంది:
from abc import ABC, abstractmethod
class Chair(ABC):
@abstractmethod
def create(self):
pass
class Table(ABC):
@abstractmethod
def create(self):
pass
class FurnitureFactory(ABC):
@abstractmethod
def create_chair(self):
pass
@abstractmethod
def create_table(self):
pass
class ModernFurnitureFactory(FurnitureFactory):
def create_chair(self):
return ModernChair()
def create_table(self):
return ModernTable()
class VictorianFurnitureFactory(FurnitureFactory):
def create_chair(self):
return VictorianChair()
def create_table(self):
return VictorianTable()
class ModernChair(Chair):
def create(self):
return \"Creating a modern chair\"
class VictorianChair(Chair):
def create(self):
return \"Creating a Victorian chair\"
class ModernTable(Table):
def create(self):
return \"Creating a modern table\"
class VictorianTable(Table):
def create(self):
return \"Creating a Victorian table\"
# Client code
def create_furniture(factory: FurnitureFactory):
chair = factory.create_chair()
table = factory.create_table()
return chair.create(), table.create()
modern_chair, modern_table = create_furniture(ModernFurnitureFactory())
victorian_chair, victorian_table = create_furniture(VictorianFurnitureFactory())
print(modern_chair) # Output: Creating a modern chair
print(modern_table) # Output: Creating a modern table
print(victorian_chair) # Output: Creating a Victorian chair
print(victorian_table) # Output: Creating a Victorian table
4. బిల్డర్ ప్యాటర్న్
బిల్డర్ ప్యాటర్న్ సంక్లిష్ట ఆబ్జెక్ట్ నిర్మాణం దాని ప్రాతినిధ్యం నుండి వేరు చేస్తుంది, అదే నిర్మాణ ప్రక్రియను ఉపయోగించి వివిధ ప్రాతినిధ్యాలను సృష్టించడానికి అనుమతిస్తుంది. బహుళ ఐచ్ఛిక భాగాలతో సంక్లిష్ట ఆబ్జెక్ట్లను సృష్టించాల్సిన అవసరం ఉన్నప్పుడు మరియు పెద్ద సంఖ్యలో కన్స్ట్రక్టర్లు లేదా కాన్ఫిగరేషన్ పారామీటర్లను సృష్టించకుండా ఉండాలనుకున్నప్పుడు ఇది ఉపయోగపడుతుంది.
అమలు
బిల్డర్ ప్యాటర్న్ యొక్క పైథాన్ అమలు ఇక్కడ ఉంది:
class Pizza:
def __init__(self):
self.dough = None
self.sauce = None
self.topping = None
def __str__(self):
return f\"Pizza with dough: {self.dough}, sauce: {self.sauce}, and topping: {self.topping}\"
class PizzaBuilder:
def __init__(self):
self.pizza = Pizza()
def set_dough(self, dough):
self.pizza.dough = dough
return self
def set_sauce(self, sauce):
self.pizza.sauce = sauce
return self
def set_topping(self, topping):
self.pizza.topping = topping
return self
def build(self):
return self.pizza
# Client code
pizza_builder = PizzaBuilder()
pizza = pizza_builder.set_dough("Thin crust").set_sauce("Tomato").set_topping("Pepperoni").build()
print(pizza) # Output: Pizza with dough: Thin crust, sauce: Tomato, and topping: Pepperoni
వివరణ:
Pizza: నిర్మించబడే సంక్లిష్ట ఆబ్జెక్ట్ను సూచించే ఒక తరగతి.PizzaBuilder:Pizzaఆబ్జెక్ట్ యొక్క విభిన్న భాగాలను సెట్ చేయడానికి పద్ధతులను అందించే ఒక బిల్డర్ క్లాస్.
ఉపయోగ సందర్భాలు
- డాక్యుమెంట్ జనరేషన్: విభిన్న విభాగాలు మరియు ఫార్మాటింగ్ ఎంపికలతో సంక్లిష్ట డాక్యుమెంట్లను (ఉదా., నివేదికలు, ఇన్వాయిస్లు) సృష్టించడం.
- గేమ్ డెవలప్మెంట్: విభిన్న లక్షణాలు మరియు భాగాలతో సంక్లిష్ట గేమ్ ఆబ్జెక్ట్లను (ఉదా., క్యారెక్టర్లు, స్థాయిలు) సృష్టించడం.
- డేటా ప్రాసెసింగ్: విభిన్న నోడ్లు మరియు సంబంధాలతో సంక్లిష్ట డేటా నిర్మాణాలను (ఉదా., గ్రాఫ్లు, ట్రీలు) సృష్టించడం.
ఉదాహరణ
మీరు విభిన్న భాగాలతో (ఉదా., CPU, RAM, నిల్వ) వివిధ రకాల కంప్యూటర్లను నిర్మించాలనుకునే దృష్టాంతాన్ని పరిశీలించండి. బిల్డర్ ప్యాటర్న్ను ఉపయోగించి దీన్ని ఎలా అమలు చేయవచ్చో ఇక్కడ ఉంది:
class Computer:
def __init__(self):
self.cpu = None
self.ram = None
self.storage = None
self.graphics_card = None
def __str__(self):
return f\"Computer with CPU: {self.cpu}, RAM: {self.ram}, Storage: {self.storage}, Graphics Card: {self.graphics_card}\"
class ComputerBuilder:
def __init__(self):
self.computer = Computer()
def set_cpu(self, cpu):
self.computer.cpu = cpu
return self
def set_ram(self, ram):
self.computer.ram = ram
return self
def set_storage(self, storage):
self.computer.storage = storage
return self
def set_graphics_card(self, graphics_card):
self.computer.graphics_card = graphics_card
return self
def build(self):
return self.computer
# Client code
computer_builder = ComputerBuilder()
computer = computer_builder.set_cpu("Intel i7").set_ram("16GB").set_storage("1TB SSD").set_graphics_card("Nvidia RTX 3080").build()
print(computer)
# Output: Computer with CPU: Intel i7, RAM: 16GB, Storage: 1TB SSD, Graphics Card: Nvidia RTX 3080
5. ప్రోటోటైప్ ప్యాటర్న్
ప్రోటోటైప్ ప్యాటర్న్ ప్రోటోటైపికల్ ఇన్స్టాన్స్ను ఉపయోగించి సృష్టించబడే ఆబ్జెక్ట్ల రకాన్ని నిర్దేశిస్తుంది మరియు ఈ ప్రోటోటైప్ను కాపీ చేయడం ద్వారా కొత్త ఆబ్జెక్ట్లను సృష్టిస్తుంది. ఇది ఇప్పటికే ఉన్న ఆబ్జెక్ట్ను క్లోన్ చేయడం ద్వారా కొత్త ఆబ్జెక్ట్లను సృష్టించడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది, మొదటి నుండి ఆబ్జెక్ట్లను సృష్టించాల్సిన అవసరాన్ని నివారిస్తుంది. ఆబ్జెక్ట్లను సృష్టించడం ఖరీదైనది లేదా సంక్లిష్టమైనది అయినప్పుడు ఇది ఉపయోగపడుతుంది.
అమలు
ప్రోటోటైప్ ప్యాటర్న్ యొక్క పైథాన్ అమలు ఇక్కడ ఉంది:
import copy
class Prototype:
def __init__(self):
self._objects = {}
def register_object(self, name, obj):
self._objects[name] = obj
def unregister_object(self, name):
del self._objects[name]
def clone(self, name, **attrs):
obj = copy.deepcopy(self._objects.get(name))
if attrs:
obj.__dict__.update(attrs)
return obj
class Car:
def __init__(self):
self.name = \"\"
self.color = \"\"
self.options = []
def __str__(self):
return f\"Car: Name={self.name}, Color={self.color}, Options={self.options}\"
# Client code
prototype = Prototype()
car = Car()
car.name = \"Generic Car\"
car.color = \"White\"
car.options = [\"AC\", \"GPS\"]
prototype.register_object("generic", car)
car1 = prototype.clone("generic", name=\"Sports Car\", color=\"Red\", options=[\"AC\", \"GPS\", \"Spoiler\"])
car2 = prototype.clone("generic", name=\"Family Car\", color=\"Blue\", options=[\"AC\", \"GPS\", \"Sunroof\"])
print(car1)
# Output: Car: Name=Sports Car, Color=Red, Options=['AC', 'GPS', 'Spoiler']
print(car2)
# Output: Car: Name=Family Car, Color=Blue, Options=['AC', 'GPS', 'Sunroof']
వివరణ:
Prototype: ప్రోటోటైప్లను నిర్వహించే మరియు వాటిని క్లోన్ చేయడానికి ఒక పద్ధతిని అందించే ఒక తరగతి.Car: క్లోన్ చేయబడే ఆబ్జెక్ట్ను సూచించే ఒక తరగతి.
ఉపయోగ సందర్భాలు
- గేమ్ డెవలప్మెంట్: శత్రువులు లేదా పవర్-అప్ల వంటి ఒకదానికొకటి పోలి ఉండే గేమ్ ఆబ్జెక్ట్లను సృష్టించడం.
- డాక్యుమెంట్ ప్రాసెసింగ్: టెంప్లేట్ ఆధారంగా డాక్యుమెంట్లను సృష్టించడం.
- కాన్ఫిగరేషన్ మేనేజ్మెంట్: డిఫాల్ట్ కాన్ఫిగరేషన్ ఆధారంగా కాన్ఫిగరేషన్ ఆబ్జెక్ట్లను సృష్టించడం.
ఉదాహరణ
మీరు విభిన్న లక్షణాలతో (ఉదా., పేరు, పాత్ర, విభాగం) వివిధ రకాల ఉద్యోగులను సృష్టించాలనుకునే దృష్టాంతాన్ని పరిశీలించండి. ప్రోటోటైప్ ప్యాటర్న్ను ఉపయోగించి దీన్ని ఎలా అమలు చేయవచ్చో ఇక్కడ ఉంది:
import copy
class Employee:
def __init__(self):
self.name = None
self.role = None
self.department = None
def __str__(self):
return f\"Employee: Name={self.name}, Role={self.role}, Department={self.department}\"
class Prototype:
def __init__(self):
self._objects = {}
def register_object(self, name, obj):
self._objects[name] = obj
def unregister_object(self, name):
del self._objects[name]
def clone(self, name, **attrs):
obj = copy.deepcopy(self._objects.get(name))
if attrs:
obj.__dict__.update(attrs)
return obj
# Client code
prototype = Prototype()
employee = Employee()
employee.name = \"Generic Employee\"
employee.role = \"Developer\"
employee.department = \"IT\"
prototype.register_object("generic", employee)
employee1 = prototype.clone("generic", name=\"John Doe\", role=\"Senior Developer\")
employee2 = prototype.clone("generic", name=\"Jane Smith\", role=\"Project Manager\", department=\"Management\")
print(employee1)
# Output: Employee: Name=John Doe, Role=Senior Developer, Department=IT
print(employee2)
# Output: Employee: Name=Jane Smith, Role=Project Manager, Department=Management
ముగింపు
క్రియేషనల్ డిజైన్ ప్యాటర్న్లు ఆబ్జెక్ట్ సృష్టిని సౌకర్యవంతమైన మరియు నిర్వహించదగిన మార్గంలో నిర్వహించడానికి శక్తివంతమైన సాధనాలను అందిస్తాయి. ఈ ప్యాటర్న్లను అర్థం చేసుకోవడం మరియు వర్తింపజేయడం ద్వారా, మీరు శుభ్రమైన, మరింత పటిష్టమైన కోడ్ను వ్రాయవచ్చు, అది మార్పు చెందుతున్న అవసరాలకు అనుగుణంగా విస్తరించడానికి మరియు స్వీకరించడానికి సులభంగా ఉంటుంది. ఈ కథనం సింగిల్టన్, ఫ్యాక్టరీ పద్ధతి, అబ్స్ట్రాక్ట్ ఫ్యాక్టరీ, బిల్డర్ మరియు ప్రోటోటైప్ — అనే ఐదు కీలకమైన క్రియేషనల్ ప్యాటర్న్లను ఆచరణాత్మక ఉదాహరణలు మరియు వాస్తవ-ప్రపంచ ఉపయోగ సందర్భాలతో అన్వేషించింది. ఈ ప్యాటర్న్లను నైపుణ్యం సాధించడం ఒక నిష్ణాతులైన పైథాన్ డెవలపర్గా మారడంలో ఒక ముఖ్యమైన దశ.
సరైన ప్యాటర్న్ను ఎంచుకోవడం మీరు పరిష్కరించడానికి ప్రయత్నిస్తున్న నిర్దిష్ట సమస్యపై ఆధారపడి ఉంటుందని గుర్తుంచుకోండి. మీ ప్రాజెక్ట్ కోసం క్రియేషనల్ ప్యాటర్న్ను ఎంచుకునేటప్పుడు ఆబ్జెక్ట్ సృష్టి యొక్క సంక్లిష్టత, వశ్యత అవసరం మరియు భవిష్యత్ మార్పుల సామర్థ్యాన్ని పరిగణించండి. అలా చేయడం ద్వారా, సాధారణ సాఫ్ట్వేర్ డిజైన్ సవాళ్లకు సొగసైన మరియు సమర్థవంతమైన పరిష్కారాలను రూపొందించడానికి డిజైన్ ప్యాటర్న్ల శక్తిని మీరు ఉపయోగించుకోవచ్చు.