在开发 Web 应用程序时，使用设计模式可以帮助我们构建更加可维护、可扩展和可测试的代码。以下是一些在 Python 中常用的设计模式，以及它们在 Web 应用程序中的具体应用。

单例模式 (Singleton)

单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。这在 Web 应用程序中非常有用，例如数据库连接池。

class DatabaseConnection:
    _instance = None

    @staticmethod
    def get_instance():
        if DatabaseConnection._instance is None:
            DatabaseConnection._instance = DatabaseConnection()
        return DatabaseConnection._instance

    def connect(self):
        # 连接数据库
        pass

观察者模式 (Observer)

观察者模式允许对象在状态变化时通知其他对象。这在处理用户事件、日志记录等场景中非常有用。

class User:
    def __init__(self, name):
        self.name = name
        self.observers = []

    def subscribe(self, observer):
        self.observers.append(observer)

    def notify(self):
        for observer in self.observers:
            observer.update(self)

class Observer:
    def update(self, user):
        pass

# 使用示例
user = User("Alice")
observer = Observer()
user.subscribe(observer)
user.notify()  # 触发更新

装饰者模式 (Decorator)

装饰者模式允许动态地向对象添加额外的职责。这在 Web 应用程序中用于处理中间件、认证等。

class Request:
    def __init__(self, url):
        self.url = url

class AuthMiddleware:
    def __init__(self, request):
        self.request = request

    def process(self):
        if self.request.url == "/admin":
            # 认证逻辑
            pass
        return self.request

# 使用示例
request = Request("/admin")
decorated_request = AuthMiddleware(request)
decorated_request.process()

路由模式 (Routing)

路由模式用于将请求映射到相应的处理函数。在 Flask 或 Django 等框架中，路由模式是核心功能。

from flask import Flask, request

app = Flask(__name__)

@app.route('/')
def index():
    return "Welcome to the home page!"

@app.route('/about')
def about():
    return "This is the about page."

if __name__ == '__main__':
    app.run()

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