一、UML：面向对象的通用画法

UML（统一建模语言）是一组标准图形记号，常用几张：

类图读法三分钟入门：矩形＝类（三格：名字／字段／方法）；箭头样式区分关系——空心三角＝继承（泛化）、空心菱形＝聚合、实心菱形＝组合、普通箭头＝依赖。UML 2.x 时代 ideas：图不用全会画，类图＋时序图覆盖日常八成场景。

二、设计模式：有名字的套路

设计模式＝反复出现的设计问题的成熟解法。1994 年 GoF（Gang of Four 四人帮）的《设计模式》总结 23 种，分三类：

• 创建型（怎么造对象）：单例（全局唯一）、工厂（把 new 收拢到一处）、建造者、原型；
• 结构型（怎么拼装类）：适配器（旧接口套新壳）、装饰器（动态加功能）、外观、代理、组合、桥接、享元；
• 行为型（怎么协作）：观察者（一对多通知）、策略（算法可替换）、迭代器（4-9 已学）、命令、状态、模板方法等。

模式的正确用法：先有问题，再找模式——拿着模式找问题是反面教材（过度设计：三层包装只为调一个函数）。

三、模式与多态的关系

几乎全部行为型模式的地基都是 5-19 的多态＋接口：策略模式＝把算法族做成可替换的接口实现；观察者＝订阅者都实现同一个 update 接口。学模式前先把多态吃透，模式只是多态在具体场景的固定打法。

四、动手 Demo：单例与策略各来一发

# 模式一：单例（全局唯一）——用模块级实现最 Pythonic
class Config:
    _instance = None
    def __new__(cls):
        if cls._instance is None:
            cls._instance = super().__new__(cls)
        return cls._instance

a, b = Config(), Config()
print("单例:", a is b)

# 模式二：策略（算法可替换）——排序键即策略
def by_price(item):
    return item["price"]

def by_sales(item):
    return -item["sales"]          # 负号 = 降序

items = [
    {"name": "键盘", "price": 300, "sales": 50},
    {"name": "鼠标", "price": 100, "sales": 200},
    {"name": "显示器", "price": 900, "sales": 30},
]
print("按价格:", [x["name"] for x in sorted(items, key=by_price)])
print("按销量:", [x["name"] for x in sorted(items, key=by_sales)])

沙箱实跑输出：

单例: True
按价格: ['鼠标', '键盘', '显示器']
按销量: ['鼠标', '键盘', '显示器']

看到什么算成功：两次 Config() 拿到同一个对象（True）；两种策略排序各自正确。

读结果：__new__ 拦截实例化保证全局唯一——配置、连接池、日志器常用单例（但教材提醒：全局状态是测试的敌人，能不用就不用）。策略 Demo 里 Python 的 key= 函数就是活生生的策略模式——把【怎么排】从【排这个动作】里拆出来随时替换，与 5-19 的鸭子类型一脉相承。

五、30 秒实验

给 Config 加 def __init__(self): self.value = 42，再 print 两实例的 value——发现每次 init 都重跑（值覆盖但对象同一个）。单例的正确 Python 写法其实是模块级变量——语言给了更简单的路，模式别硬套。

六、常见误区

• ☐ 5-20 学习完成

相关笔记

• 迭代器 —— 迭代器模式本身（行为型之一）
• 多态与接口 —— 模式的地基
• ⌨️ 编程原理 · 索引 —— 全课路线图