Python实现单例模式

Python实现单例模式

 

单例模式

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介绍 意图：保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。 主要解决：一个全局使用的类频繁地创建与销毁。 何时使用：当您想控制实例数目，节省系统资源的时候。 如何解决：判断系统是否已经有这个单例，如果有则返回，如果没有则创建。 关键代码：构造函数是私有的。 应用实例： 1、一个班级只有一个班主任。 2、Windows 是多进程多线程的，在操作一个文件的时候，就不可避免地出现多个进程或线程同时操作一个文件的现象，所以所有文件的处理必须通过唯一的实例来进行。 3、一些设备管理器常常设计为单例模式，比如一个电脑有两台打印机，在输出的时候就要处理不能两台打印机打印同一个文件。 优点： 1、在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例（比如管理学院首页页面缓存）。 2、避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。 缺点：没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。 使用场景： 1、要求生产唯一序列号。 2、WEB 中的计数器，不用每次刷新都在数据库里加一次，用单例先缓存起来。 3、创建的一个对象需要消耗的资源过多，比如 I/O 与数据库的连接等。

　　

 

第一种方法

class User(object):
    #定义类属性
    __instance=None
    #初始化方法
    def __init__(self,name):
        self.name=name

    @classmethod
    #定义类方法
    def get_instance(cls,name):
        #如果__instance为空,则执行
        if not cls.__instance:
            #实例化对象,并赋值给__instance属性
            cls.__instance=User(name)
        return cls.__instance
u1 =User.get_instance("lili")
u2 = User.get_instance("lisi")
print(u1==u2)
print(id(u1))
print(id(u2))

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运行结果:<br>True 41816192 41816192

　　

代码分析

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# 要实现不管实例化多少次，拿到的都是同一个对象 # 这里我们通过调用类的静态方法来实例化类（@classmethod） # 第一次实例化对象的时候，类属性为空，则会初始化对象，并返回对象 # 第二次时，类属性已不为空，则不会实例化对象，直接返回第一次生成的对象<br>  关键点：通过类静态方法实例化对象<br>　　　　　__instance类属性的作用

 

 

补充classmethod

classmethod 修饰符对应的函数不需要实例化，不需要 self 参数，但第一个参数需要是表示自身类的 cls 参数，可以来调用类的属性，类的方法，实例化对象等。

 

这里name是否相同？

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1	# 我们是使用通过调用类的静态方法来实例化对象的,所以这里不会直接执行__init__方法，是在静态方法里间实例化时执行了__init__方法，并且只会执行一次。<br># 这里每次实例化一次对象，拿到的对象是同一个对象，name也相同。

　

有一个问题？我们知道有两种方法初始化对象，如果我们使用User("lili")来实例化对象会怎样？

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1 2	# 第一种：u1=User("lili")  #通过 __init__实例化对象 # 第二种：u1=get_instance("lili")　　#通过类的静态方法间接实例化对象

　　

class User(object):
    #定义类属性
    __instance=None
    #初始化方法
    def __init__(self,name):
        self.name=name

    @classmethod
    #定义类方法
    def get_instance(cls,name):
        #如果__instance为空,则执行
        if not cls.__instance:
            #实例化对象,并赋值给__instance属性
            cls.__instance=User(name)
        return cls.__instance
u1 =User("lili")
u2 = User("lisi")
print(u1==u2)
print(id(u1))
print(id(u2))

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False 36376704 36376760

　　

 

第二种方法

class User(object):
    #定义类属性
    __instance=None
    #初始化方法
    def __init__(self,name):
        self.name=name
    def __new__(cls,name):
        #保证object.__new__(cls)方法只会调用第一次
        if not cls.__instance:
            #object.__new__(cls)创建对象
            cls.__instance=object.__new__(cls)
        return cls.__instance
u1 = User("lili")
u2 = User("lisi")
print(u1==u2)
print(id(u1))
print(id(u2))

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运行结果：<br>True 42106384 42106384

　　

代码分析

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#当代码执行u1 = User("lili") # 会运行到__new__方法，此时类属性__instance为空，则会创建对象，把对象赋值给__instance,并返回对象 # 现在代码还没有运行完，会继续执行__init__方法，会将"lili"赋值给name，现在name="lili" # 执行u1 = User("lili")，类属性不为空，不会创建对象，直接返回第一次创建的对象 #此时是最重要的，def __init__(self,name)中self为第一次的对象，而传进来的name为第二次的name，就会将"lisi"赋值给name，现在name="lisi" # 但是对象永远都是那个对象，name却不是那个name了。<br>#所以这里每次实例化一次对象，虽然对象还是那个对象，但是name会不一样。