前言：設計模式是什麼？為什麼要學？

寫程式就像蓋房子，只會搬磚（寫功能）是不夠的，我們也許能快速搭起一間小木屋，但當專案逐漸龐大、需要多人協作時，沒有設計圖的房子很快就會出現裂縫，甚至無法再加蓋，而設計模式，是一套被反覆驗證的程式設計解決方案，就是那張「設計圖」，它不只是程式碼的寫法，更是一種思維方式，讓軟體架構更清晰、可維護性更高，且能讓我們少踩坑、少返工，並且寫出更堅實的程式。
做個Design Pattern(設計模式)的總結：

• 定義：設計模式是前人解決常見問題所歸納出的「最佳實踐」。
• 好處：它們能讓程式碼更穩定、更好維護，也讓團隊協作更有效率。

那今天我們就從兩個最經典的模式——單例模式與 MVC 模式來一探究竟。

1.Singleton Pattern（單例模式）

簡潔地說明單例模式的核心特點為：確保一個類別在整個程式執行過程中，只有一個實例存在，並提供一個全域的存取點來取得這個唯一的實例。
舉個生活的例子的話就是：一個國家只會有一位總統；紀錄所有地方的日誌都應該放入同一個檔案等等。
好處是這樣的模式可以避免重複建立資源，減少不必要的浪費，並且確保程式在需要唯一控制核心的場景下能正常運作。

單例模式的實現要素

要實現單例模式，通常需要遵循以下幾個步驟：

• 私有化建構函式：將類別的建構函式設為 private，這樣就無法在類別外部直接使用 new 關鍵字來建立新的實例。

• 私有靜態實例：在類別內部建立一個私有的、靜態的變數，用來儲存這個唯一的實例。

• 公開靜態方法：提供一個公開的、靜態的方法(getInstance），這是外部程式唯一能取得該實例的途徑。在這個方法中，會檢查實例是否已經存在；如果不存在，就建立一個新的實例並儲存起來；如果已經存在，則直接回傳已有的實例。

簡單的程式碼範例

(1)儲存唯一實例的私有類別變數

class Singleton:
    __instance = None

**__instance **用來記錄這個類別的唯一實例，一開始是 None（還沒有建立）。
(2)靜態方法，作為全域存取點

    @staticmethod
    def get_instance():
        if Singleton.__instance is None:
            Singleton.__instance = Singleton()  
        return Singleton.__instance        

get_instance() 是一個「全域入口」，只要呼叫這個方法，就能拿到同一個 Singleton 物件，並且外面不會直接用 Singleton() 來建立物件，而是透過這個方法來確保唯一性。
(3)私有化建構函式

def __init__(self):
        if Singleton.__instance is not None:
            raise Exception("這個類別只能有一個實例！請使用 get_instance() 方法。")
        else:
            print("Singleton 實例已建立！")

**init() **是建構子。
如果 instance 已經不是 None，就代表有人試圖亂用 Singleton() 建新的物件，直接拋出錯誤，強制阻止。
(4)取得實例、輸出

s1 = Singleton.get_instance()
s2 = Singleton.get_instance()
print(f"s1 is s2: {s1 is s2}") 

這裡呼叫 get_instance()，第一次會建立一個新實例，第二次呼叫時，因為 instance 已經有值了，所以直接回傳同一個物件。

2.MVC Pattern（模型-視圖-控制器）

MVC 模式的核心特點為：將應用程式的邏輯分為三個互相獨立但又緊密協同的部分，它們各自負責不同的職責，這三部分為：Model、View、Controller，這使程式碼更容易理解、維護和擴充。

各個組件的職責

(1)模型（Model）
職責： 負責管理應用程式的資料和核心業務邏輯。它不關心資料如何被呈現，也不與使用者互動，只專注於處理資料的增、刪、改、查等操作。
(2)視圖（View）
職責： 負責呈現使用者介面，顯示來自模型的資料，而且它只負責「看」，不處理任何業務邏輯，也不直接和模型互動，當資料變動時，視圖會被通知去更新顯示。
(3)控制器（Controller）
職責：作為模型和視圖之間的橋樑，處理使用者輸入，並協調模型的變化和視圖的更新，是整個流程的指揮中心。

MVC 運作流程

• (1)使用者操作視圖（View）：使用者在畫面上互動。
  例如：點擊「送出」按鈕、填寫表單或選擇選項。
  重點：使用者只看到畫面，並不直接操作資料。
• (2)控制器（Controller）接收請求：控制器負責監聽使用者的操作事件，並決定接下來的流程。
  例如：使用者按下「送出」後，控制器會收到這個事件。
• (3)控制器更新模型（Model）：控制器將使用者的操作轉換成資料處理指令，告訴模型去做相應動作。
  例如：將使用者填寫的新資料儲存到資料庫中。
• (4)模型處理資料：模型執行業務邏輯。
  例如：新增、更新或計算資料，完成後，模型會發出通知。
• (5)視圖更新：視圖接收到通知，向模型取得最新資料，重新渲染畫面，使用者就可以看到資料變更後的結果。
  我們用一句話總結就是：使用者 → 視圖 → 控制器 → 模型 → 視圖更新 → 使用者看到結果
  整個流程像是一個循環，確保畫面與資料保持同步，又把程式碼的責任分得清楚。

3.設計模式初探心得：從單例到 MVC

透過今天的學習：單例模式與 MVC 模式，我不僅認識了設計模式的實用性，也看見了程式設計中思維模式的重要性。
這兩種模式一個從點--物件實例出發，一個從面--整體架構著手。
單例模式告訴我：有些問題其實只需要一個精簡的解答，就能發揮最大效益；而 MVC 模式則提醒我：當系統日益龐大時，好的架構設計能帶來長遠的穩定與效率。
設計模式就像工具箱裡的專業工具，學會了不代表要時時刻刻用，但在遇到合適的場景時，就能發揮事半功倍的效果。
未來我也希望能持續探索更多設計模式，並在實際專案中靈活運用，讓程式不只是能跑，更能跑得漂亮。