流畅的python 使用一等函数实现设计模式

案例分析：重构“策略”模式

经典的“策略”模式

电商领域有个功能明显可以使用“策略”模式，即根据客户的属性或订单
中的商品计算折扣。
假如一个网店制定了下述折扣规则。

• 有 1000 或以上积分的顾客，每个订单享 5% 折扣。
• 同一订单中，单个商品的数量达到 20 个或以上，享 10% 折扣。
• 订单中的不同商品达到 10 个或以上，享 7% 折扣。

简单起见，我们假定一个订单一次只能享用一个折扣。

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。在这个电商示例中，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。在这个示例中，名为 Promotion的抽象类扮演这个角色。

具体策略
　　“策略”的具体子类。fidelityPromo、BulkPromo 和LargeOrderPromo 是这里实现的三个具体策略。

在这个示例中，实例化订单之前，系统会以某种方式选择一种促销折扣策略，然后把它传给 Order 构造方法。具体怎么选择策略，不在这个模式的职责范围内。

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 = list(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）"""

class FidelityPromo(Promotion): # 第一个具体策略
    """为积分为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

在某个实现了上述规则的模块中演示和验证相关操作。

>>> joe = Customer('John Doe', 0) ➊
>>> ann = Customer('Ann Smith', 1100)
>>> cart = [LineItem('banana', 4, .5), ➋
... LineItem('apple', 10, 1.5),
... LineItem('watermellon', 5, 5.0)]
>>> Order(joe, cart, FidelityPromo()) ➌
<Order total: 42.00 due: 42.00>
>>> Order(ann, cart, FidelityPromo()) ➍
<Order total: 42.00 due: 39.90>
>>> banana_cart = [LineItem('banana', 30, .5), ➎
... LineItem('apple', 10, 1.5)]
>>> Order(joe, banana_cart, BulkItemPromo()) ➏
<Order total: 30.00 due: 28.50>
>>> long_order = [LineItem(str(item_code), 1, 1.0) ➐
... for item_code in range(10)]
>>> Order(joe, long_order, LargeOrderPromo()) ➑
<Order total: 10.00 due: 9.30>
>>> Order(joe, cart, LargeOrderPromo())
<Order total: 42.00 due: 42.00>

❶ 两个顾客：joe 的积分是 0，ann 的积分是 1100。
❷ 有三个商品的购物车。
❸ fidelityPromo 没给 joe 提供折扣。
❹ ann 得到了 5% 折扣，因为她的积分超过 1000。
❺ banana_cart 中有 30 把香蕉和 10 个苹果。
❻ BulkItemPromo 为 joe 购买的香蕉优惠了 1.50 美元。
❼ long_order 中有 10 个不同的商品，每个商品的价格为 1.00 美元。
❽ LargerOrderPromo 为 joe 的整个订单提供了 7% 折扣。
示例 6-1 完全可用，但是利用 Python 中作为对象的函数，可以使用更少
的代码实现相同的功能。详情参见下一节。

“命令”模式

“命令”设计模式也可以通过把函数作为参数传递而简化。这一模式对类的编排如图

各个命令可以有不同的接收者（实现操作的对象）。对
PasteCommand 来说，接收者是 Document。对 OpenCommand 来说，接收者是应用程序
“命令”模式的目的是解耦调用操作的对象（调用者）和提供实现的对象（接收者）。在《设计模式：可复用面向对象软件的基础》所举的示例中，调用者是图形应用程序中的菜单项，而接收者是被编辑的文档或应用程序自身。

这个模式的做法是，在二者之间放一个 Command 对象，让它实现只有一个方法（execute）的接口，调用接收者中的方法执行所需的操作。这样，调用者无需了解接收者的接口，而且不同的接收者可以适应不同的 Command 子类。调用者有一个具体的命令，通过调用 execute 方法执行。注意，图中的 MacroCommand 可能保存一系列命令，它的execute() 方法会在各个命令上调用相同的方法。

我们可以不为调用者提供一个 Command 实例，而是给它一个函数。此时，调用者不用调用 command.execute()，直接调用 command() 即可。MacroCommand 可以实现成定义了 __call__ 方法的类。这
样，MacroCommand 的实例就是可调用对象，各自维护着一个函数列表，供以后调用，

class MacroCommand:
"""一个执行一组命令的命令"""
    def __init__(self, commands):
        self.commands = list(commands) # ➊
    def __call__(self):
        for command in self.commands: # ➋
            command()

❶ 使用 commands 参数构建一个列表，这样能确保参数是可迭代对象，还能在各个 MacroCommand 实例中保存各个命令引用的副本。

❷ 调用 MacroCommand 实例时，self.commands 中的各个命令依序执行。

使用一等函数对“命令”模式的重新审视到此结束。站在一定高度上看，这里采用的方式与“策略”模式所用的类似：把实现单方法接口的类的实
例替换成可调用对象。毕竟，每个 Python 可调用对象都实现了单方法接口，这个方法就是 __call__。