Python 用函数重构经典策略模式

前言

合理使用作为一等对象的函数，可以使某种设计模式得以简化。

关于策略

定义一系列算法，把它们一一封装起来，并且使它们可以相互替换。

一个策略模式的示例

• 规则

1 有1000或以上积分的客户，每个订单享受5%的折扣。
2 同一个订单中，单个商品的数量达到20个或以上，享受10%折扣。
3 订单中的不同商品数达到10个或以上，享受7%折扣。

• 策略模式

  • 上下文

  把一些计算委托给实现不同算法的可互换组件，它提供服务。本例中，上下文是Order，它会根据不同的算法计算促销折扣

  • 策略

  实现不同算法的组件共同的接口。本例中Promotion这个抽象类扮演这个角色。

  • 具体策略

  策略的具体子类。本例中为 fidelityPromo, BulkPromo, LargeOrderPromo三个子类。

经典模式

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# @File    : ex1.py
# @Time    : 18/10/09 17:01

from abc import ABC, abstractmethod
from collections import namedtuple

Customer = namedtuple('Customer', 'name fidelity')

class LineItem:

    def __init__(self, product, quantity, price):
        self.product = product
        self.quantity = quantity
        self.price = price

    def total(self):
        return self.price * self.quantity


class Order:  # 上下文

    def __init__(self, customer, cart, promotion=None):
        self.customer = customer
        self.cart = cart
        self.promotion = promotion

    def total(self):
        if not hasattr(self, '__total'):
            self.__total = sum(item.total() for item in self.cart)
        return self.__total

    def due(self):
        if self.promotion is None:
            discount = 0
        else:
            discount = self.promotion.discount(self)
        return self.total() - discount

    def __repr__(self):
        fmt = '<Order total: {:.2f} due: {:.2f}>'
        return fmt.format(self.total(), self.due())


class Promotion(ABC):  # 策略:抽象基类

    @abstractmethod
    def discount(self, order):
        '''
        返回折扣金额(正值)
        :param order:
        :return:
        '''
class FidelityPromo(Promotion):  # 第一个具体策略
    '''
    为积分1000或以上的顾客提供5%折扣
    '''

    def discount(self, order):
        return order.total() * .05 if order.customer.fidelity >= 1000 else 0

class BulkItemPromo(Promotion): # 第二个具体策略
    '''
    单个商品为20个或以上时提供10%折扣
    '''

    def discount(self, order):
        discount = 0
        for item in order.cart:
            if item.quantity >= 20:
                discount += item.total() * .1
        return discount

class LargeOrderPromo(Promotion): # 第三个具体策略
    '''
    订单中的不同商品达到10个或以上时提供7%折扣
    '''

    def discount(self, order):
        distinct_items = {item.product for item in order.cart}
        if len(distinct_items) >= 10:
            return order.total() * .07
        return 0

# 两个顾客:joe的积分为0，ann的积分是1100
joe = Customer('John Doe', 0)
ann = Customer('Ann Smith', 1100)

# 有3个商品的购物车
cart = [LineItem('banana', 4, .5), LineItem('apple', 10, 1.5), LineItem('watermellon', 5, 5.0)]

# joe未享受到折扣，ann享受到了5%折扣
ex1 = Order(joe, cart, FidelityPromo())
ex2 = Order(ann, cart, FidelityPromo())

# banana数量超过20个,joe享受到了10%的折扣
banana_cart = [LineItem('banana', 30, .5), LineItem('apple', 10, 1.5)]
ex3 = Order(joe, banana_cart, BulkItemPromo())

# 商品数量超过了10个，为joe提供了7%的折扣
long_order = [LineItem(str(item_code), 1, 1.0) for item_code in range(10)]
ex4 = Order(joe, long_order, LargeOrderPromo())
ex5 = Order(joe, cart, LargeOrderPromo())

print(ex1)
print(ex2)
print(ex3)
print(ex4)
print(ex5)

函数模式

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
# @File    : ex2.py
# @Time    : 18/10/10 10:46

from collections import namedtuple

Customer = namedtuple('Customer', 'name fidelity')

class LineItem:

    def __init__(self, product, quantity, price):
        self.product = product
        self.quantity = quantity
        self.price = price

    def total(self):
        return self.price * self.quantity

class Order:  # 上下文

    def __init__(self, customer, cart, promotion=None):
        self.customer = customer
        self.cart = cart
        self.promotion = promotion

    def total(self):
        if not hasattr(self, '__total'):
            self.__total = sum(item.total() for item in self.cart)
        return self.__total

    def due(self):
        if self.promotion is None:
            discount = 0
        else:
            discount = self.promotion(self)
        return self.total() - discount

    def __repr__(self):
        fmt = '<Order total: {:.2f} due: {:.2f}>'
        return fmt.format(self.total(), self.due())

def fidelity_promo(order):

    return order.total() * .05 if order.customer.fidelity >= 1000 else 0

def bulk_item_promo(order):

     discount = 0
     for item in order.cart:
         if item.quantity >= 20:
             discount += item.total() * .1
     return discount

def large_order_promo(order):

     distinct_items = {item.product for item in order.cart}
     if len(distinct_items) >= 10:
         return order.total() * .07
     return 0


# 两个顾客:joe的积分为0，ann的积分是1100
joe = Customer('John Doe', 0)
ann = Customer('Ann Smith', 1100)

# 有3个商品的购物车
cart = [LineItem('banana', 4, .5), LineItem('apple', 10, 1.5), LineItem('watermellon', 5, 5.0)]

eg1 = Order(joe, cart, fidelity_promo)
eg2 = Order(ann, cart, fidelity_promo)

banana_cart = [LineItem('banana', 30, .5), LineItem('apple', 10, 1.5)]
eg3 = Order(joe, banana_cart, bulk_item_promo)

long_order = [LineItem(str(item_code), 1, 1.0) for item_code in range(10)]
eg4 = Order(joe, long_order, large_order_promo)

print(eg1,'\n', eg2, '\n',  eg3, '\n', eg4)

对比

经典模式中每个具体策略都是一个类，而且只定义了一个方法，即discount。此外，策略实例没有状态(实例属性)

使用函数代替抽象类，每个策略都是函数，不必实例化，拿来即用。新的Order类使用起来更简单，代码行数更少。

参考

<<流畅的Python>>