Day 038 — 创建型设计模式：检查清单

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📚 概念理解

• [ ] 理解 GoF 23 种设计模式的三大分类
• [ ] 理解创建型模式的作用：封装对象创建逻辑
• [ ] 掌握单例模式的 3 种 Python 实现方式
• [ ] 理解简单工厂、工厂方法、抽象工厂的区别
• [ ] 理解建造者模式的链式调用和 Director
• [ ] 理解原型模式的克隆机制
• [ ] 理解「优先组合而非继承」在设计模式中的体现
• [ ] 了解 Python 模块作为天然单例的用法

💻 代码实践

• [ ] 实现 new 方式的单例
• [ ] 实现装饰器方式的单例
• [ ] 实现简单工厂
• [ ] 实现工厂方法模式
• [ ] 实现抽象工厂模式
• [ ] 实现建造者模式（含 Director）
• [ ] 实现原型模式（浅/深拷贝）
• [ ] 实现线程安全的单例
• [ ] 实现对象池模式

🧪 练习题

请完成以下练习，每题创建一个单独的 .py 文件。

练习 1：日志单例

创建一个日志类 AppLogger，使用单例模式：

• 使用 __new__ 确保唯一实例
• 支持 info(), warning(), error() 方法
• 可设置日志级别（DEBUG < INFO < WARNING < ERROR）
• 支持输出到控制台和文件
• 支持 set_level() 运行时切换日志级别

示例：

logger = AppLogger()
logger.set_level("DEBUG")
logger.info("系统启动")      # 输出
logger.debug("调试信息")     # 输出（因为级别 ≤ DEBUG）
logger.set_level("WARNING")
logger.info("这不会被输出")  # 不输出（级别 < WARNING）

练习 2：支付工厂

实现一个支付工厂系统：

• Payment 抽象基类：pay(amount), refund(amount)
• 实现 Alipay, WechatPay, CreditCardPay
• PaymentFactory.create(method) 创建支付实例
• 工厂支持注册新的支付方式
• 增加「组合支付」功能：同时使用多种支付方式

练习 3：UI 组件工厂

实现一个跨平台 UI 组件工厂：

• 支持 Windows、macOS、Linux 三套主题
• 每种主题包含：Button、Menu、Slider 三个组件
• 使用抽象工厂模式
• 工厂可以根据操作系统自动选择对应主题

练习 4：计算机建造者

使用建造者模式实现 ComputerBuilder：

gaming = ComputerBuilder() \
    .cpu("i9-13900K") \
    .gpu("RTX 4090") \
    .ram(32, "DDR5") \
    .storage(2048, "NVMe SSD") \
    .cooling("水冷") \
    .build()

office = ComputerBuilder() \
    .cpu("i5-13400") \
    .ram(16, "DDR4") \
    .storage(512, "SSD") \
    .build()

Computer 应有 spec() 方法返回完整配置字符串。

练习 5：文档对象池

实现一个文档编辑器中的对象池：

• Document 类：包含内容、样式、大小等属性
• DocumentPool 类：管理 Document 对象的复用
• 池的最小/最大容量可配置
• 池会「预热」创建初始文档
• 获取的 Document 会被「重置」到初始状态
• 超出的请求会等待释放

📊 进度追踪