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本篇文章為大家展示了Python中什么是單例模式，代碼簡(jiǎn)明扼要并且容易理解，絕對(duì)能使你眼前一亮，通過(guò)這篇文章的詳細(xì)介紹希望你能有所收獲。

python單例模式

單例模式是一種常用的軟件設(shè)計(jì)模式，在單例模式的核心結(jié)構(gòu)中,只包含一個(gè)被稱為單例類的特殊類。

通過(guò)單例模式可以保證系統(tǒng)中一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例,而且這個(gè)實(shí)例可以輕易被外界訪問(wèn),方便控制實(shí)例對(duì)象的個(gè)數(shù)以節(jié)約系統(tǒng)資源。

單例模式是解決一個(gè)系統(tǒng)中某個(gè)類的實(shí)例化對(duì)象有且只能有一個(gè)的最好解決方案。

單例模式的要點(diǎn)有三個(gè)：

（1）某個(gè)類只能有一個(gè)實(shí)例。

（2）這個(gè)類必須自行創(chuàng)建其唯一實(shí)例。

（3）這個(gè)類必須自行向整個(gè)系統(tǒng)提供這個(gè)唯一實(shí)例。

在python中,單例模式有三種實(shí)現(xiàn)方式：

方法一,使用__new__方法

先定義一個(gè)類,類中定義__new__方法,然后將類的一個(gè)實(shí)例類綁定到類變量中。

如果類的_instance值為None,則說(shuō)明這個(gè)類還沒(méi)有被實(shí)例化過(guò),程序會(huì)自動(dòng)實(shí)例化一個(gè)類的實(shí)例,然后返回。

如果類的_instance值不為None,則程序會(huì)直接返回_instance。

代碼如下：

class Singleton(object):
    _instance = None
    
    def __init__(self):
        pass
    
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
    
        if not cls._instance:
            cls._instance = super(Singleton, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)  
        return cls._instance  
 
class MyClass(Singleton):  
    a = 1

在上面的代碼中，我們將類的實(shí)例和一個(gè)類變量 _instance關(guān)聯(lián)起來(lái)。

如果 cls._instance為 None 則創(chuàng)建實(shí)例，否則直接返回cls._instance。

用上來(lái)定義的類實(shí)例化兩個(gè)對(duì)象：

cls1=MyClass()
cls2=MyClass()
print(id(cls1))
print(id(cls2))
print(cls1 == cls2)
print(cls1 is cls2)

得到的結(jié)果

43606480
43606480
True
True

方法二,使用decorator裝飾器

我們知道，裝飾器（decorator）可以動(dòng)態(tài)地修改一個(gè)類或函數(shù)的功能。

在這里使用裝飾器來(lái)裝飾某個(gè)類，使其只能生成一個(gè)實(shí)例，代碼如下：

def singleton(cls):
    instances={}
    def getinstance(*args,**kwargs):
        if cls not in instances:
            instances[cls]=cls(*args,**kwargs)
        return instances[cls]
    return getinstance
@singleton
class MyClass(object):
    a=1

在上面，我們定義了一個(gè)裝飾器singleton，它返回了一個(gè)內(nèi)部函數(shù)getinstance，該函數(shù)會(huì)判斷某個(gè)類是否在字典instances中，

如果不存在，則會(huì)將cls作為key，cls(*args, **kw)作為value存到instances中，否則，直接返回instances[cls]。

使用上面定義的類實(shí)例化兩個(gè)對(duì)象,比較兩個(gè)對(duì)象

cls1=MyClass()
cls2=MyClass()
print(id(cls1))
print(id(cls2))
print(cls1 == cls2)
print(cls1 is cls2)

得到的結(jié)果為:

43672016
43672016
True
True

方法三,使用元類（metaclass）

元類（metaclass）可以控制類的創(chuàng)建過(guò)程，它主要做三件事：

攔截類的創(chuàng)建
修改類的定義
返回修改后的類

用元類實(shí)現(xiàn)單例模式的代碼如下：

class Singleton(type):
        _inst = {}
    
        def __call__(self, *args, **kw):
            if self not in self._inst:
                self._inst[self] = super(Singleton, self).__call__(*args, **kw)
            return self._inst[self]
    
    class MyClass(metaclass=Singleton):
        def __init__(self):
            self.xx = 0
    cls1=MyClass()
    cls2=MyClass()
    print(id(cls1))
    print(id(cls2))
    print(cls1 == cls2)
    print(cls1 is cls2)

得到的結(jié)果為:

43477984
43477984
True
True

方法四,使用classmethod方法創(chuàng)建單例模式

class Foo:
    _instance = None
    def __init__(self):
        pass
    @classmethod
    def get_instance(cls):
        if cls._instance:
            return cls._instance
        else:
            obj=cls()
            cls._instance=obj
            return obj
cls1=Foo.get_instance()     # 實(shí)例化對(duì)象a1時(shí),沒(méi)有執(zhí)行Foo這個(gè)類的__init__方法,直接執(zhí)行Foo類的get_instance方法,
                                  在這里cls代指的是Foo類。
                    # 前面把_instance賦值為None,所以直接執(zhí)行else中的語(yǔ)句,實(shí)例化一個(gè)obj對(duì)象,
                    然后把obj對(duì)象中的_instance方法賦值為obj對(duì)象本身,然后返回obj對(duì)象。
cls2=Foo.get_instance()   # 實(shí)例化a1時(shí),Foo類中的_instance已經(jīng)被賦值為obj對(duì)象,所以再次執(zhí)行Foo中的get_instance方法時(shí),
                               是執(zhí)行if中的語(yǔ)句。
                    # 此時(shí)cls._instance就指的是obj對(duì)象,所以這里也返回obj這個(gè)對(duì)象。
print(id(cls1))
print(id(cls2))
print(cls1 == cls2)
print(cls1 is cls2)

這種方法由于在實(shí)例化對(duì)象時(shí)要調(diào)用類中的get_instance方法,所以用的不多,知道即可。

特別聲明

Python的模塊是天然的單例模式，在一個(gè)py文件中,多次導(dǎo)入同一個(gè)模塊,這個(gè)模塊也只有在第一次的時(shí)候被導(dǎo)入,后續(xù)的該模塊導(dǎo)入語(yǔ)句都不會(huì)再執(zhí)行了。

上述內(nèi)容就是Python中什么是單例模式，你們學(xué)到知識(shí)或技能了嗎？如果還想學(xué)到更多技能或者豐富自己的知識(shí)儲(chǔ)備，歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)-成都網(wǎng)站建設(shè)公司行業(yè)資訊頻道。

文章題目：Python中什么是單例模式-創(chuàng)新互聯(lián)
標(biāo)題路徑：http://www.rwnh.cn/article28/pcccp.html

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