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        當前位置:首頁  >  技術干貨  > Python的6種方式實現(xiàn)單例模式

        Python的6種方式實現(xiàn)單例模式

        來源:千鋒教育
        發(fā)布人:xqq
        時間: 2023-11-07 05:09:56 1699304996

        單例模式是一個軟件的設計模式,為了保證一個類,無論調用多少次產生的實例對象,都是指向同一個內存地址,僅僅只有一個實例(只有一個對象)。

        實現(xiàn)單例模式的手段有很多種,但總的原則是保證一個類只要實例化一個對象,下一次再實例的時候就直接返回這個對象,不再做實例化的操作。所以這里面的關鍵一點就是,如何判斷這個類是否實例化過一個對象。

        這里介紹兩類方式:

        一類是通過模塊導入的方式;

        一類是通過魔法方法判斷的方式;

        #基本原理:

        -第一類通過模塊導入的方式,借用了模塊導入時的底層原理實現(xiàn)。

        -當一個模塊(py文件)被導入時,首先會執(zhí)行這個模塊的代碼,然后將這個模塊的名稱空間加載到內存。

        -當這個模塊第二次再被導入時,不會再執(zhí)行該文件,而是直接在內存中找。

        -于是,如果第一次導入模塊,執(zhí)行文件源代碼時實例化了一個類,那再次導入的時候,就不會再實例化。

        -第二類主要是基于類和元類實現(xiàn),在'對象'的魔法方法中判斷是否已經實例化過一個對象

        -這類方式,根據實現(xiàn)的手法不同,又分為不同的方法,如:

        -通過類的綁定方法;通過元類;通過類下的__new__;通過裝飾器(函數(shù)裝飾器,類裝飾器)實現(xiàn)等。

        下面分別介紹這幾種不同的實現(xiàn)方式,僅供參考實現(xiàn)思路,不做具體需求。

        通過模塊導入

        #cls_singleton.py

        classFoo(object):

        pass

        instance=Foo()

        #test.py

        importcls_singleton

        obj1=cls_singleton.instance

        obj2=cls_singleton.instance

        print(obj1isobj2)

        #原理:模塊第二次導入從內存找的機制

        通過類的綁定方法

        classStudent:

        _instance=None#記錄實例化對象

        def__init__(self,name,age):

        self.name=name

        self.age=age

        @classmethod

        defget_singleton(cls,*args,**kwargs):

        ifnotcls._instance:

        cls._instance=cls(*args,**kwargs)

        returncls._instance

        stu1=Student.get_singleton('jack',18)

        stu2=Student.get_singleton('jack',18)

        print(stu1isstu2)

        print(stu1.__dict__,stu2.__dict__)

        #原理:類的綁定方法是第二種實例化對象的方式,

        #第一次實例化的對象保存成類的數(shù)據屬性_instance,

        #第二次再實例化時,在get_singleton中判斷已經有了實例對象,直接返回類的數(shù)據屬性_instance

        通過魔法方法__new__

        classStudent:

        _instance=None

        def__init__(self,name,age):

        self.name=name

        self.age=age

        def__new__(cls,*args,**kwargs):

        #ifcls._instance:

        #returncls._instance#有實例則直接返回

        #else:

        #cls._instance=super().__new__(cls)#沒有實例則new一個并保存

        #returncls._instance#這個返回是給是給init,再實例化一次,也沒有關系

        ifnotcls._instance:#這是簡化的寫法,上面注釋的寫法更容易提現(xiàn)判斷思路

        cls._instance=super().__new__(cls)

        returncls._instance

        stu1=Student('jack',18)

        stu2=Student('jack',18)

        print(stu1isstu2)

        print(stu1.__dict__,stu2.__dict__)

        #原理:和方法2類似,將判斷的實現(xiàn)方式,從類的綁定方法中轉移到類的__new__中

        #歸根結底都是判斷類有沒有實例,有則直接返回,無則實例化并保存到_instance中。

        通過元類

        classMymeta(type):

        def__init__(cls,name,bases,dic):

        super().__init__(name,bases,dic)

        cls._instance=None#將記錄類的實例對象的數(shù)據屬性放在元類中自動定義了

        def__call__(cls,*args,**kwargs):#此call會在類被調用(即實例化時觸發(fā))

        ifcls._instance:#判斷類有沒有實例化對象

        returncls._instance

        else:#沒有實例化對象時,控制類造空對象并初始化

        obj=cls.__new__(cls,*args,**kwargs)

        obj.__init__(*args,**kwargs)

        cls._instance=obj#保存對象,下一次再實例化可以直接返回而不用再造對象

        returnobj

        classStudent(metaclass=Mymeta):

        def__init__(self,name,age):

        self.name=name

        self.age=age

        stu1=Student('jack',18)

        stu2=Student('jack',18)

        print(stu1isstu2)

        print(stu1.__dict__,stu2.__dict__)

        #原理:類定義時會調用元類下的__init__,類調用(實例化對象)時會觸發(fā)元類下的__call__方法

        #類定義時,給類新增一個空的數(shù)據屬性,

        #第一次實例化時,實例化之后就將這個對象賦值給類的數(shù)據屬性;第二次再實例化時,直接返回類的這個數(shù)據屬性

        #和方式3的不同之處1:類的這個數(shù)據屬性是放在元類中自動定義的,而不是在類中顯示的定義的。

        #和方式3的不同之處2:類調用時觸發(fā)元類__call__方法判斷是否有實例化對象,而不是在類的綁定方法中判斷

        函數(shù)裝飾器

        defsingleton(cls):

        _instance_dict={}#采用字典,可以裝飾多個類,控制多個類實現(xiàn)單例模式

        definner(*args,**kwargs):

        ifclsnotin_instance_dict:

        _instance_dict[cls]=cls(*args,**kwargs)

        return_instance_dict.get(cls)

        returninner

        @singleton

        classStudent:

        def__init__(self,name,age):

        self.name=name

        self.age=age

        #def__new__(cls,*args,**kwargs):#將方法3的這部分代碼搬到了函數(shù)裝飾器中

        #ifnotcls._instance:

        #cls._instance=super().__new__(cls)

        #returncls._instan

        stu1=Student('jack',18)

        stu2=Student('jack',18)

        print(stu1isstu2)

        print(stu1.__dict__,stu2.__dict__)

        類裝飾器

        classSingleTon:

        _instance_dict={}

        def__init__(self,cls_name):

        self.cls_name=cls_name

        def__call__(self,*args,**kwargs):

        ifself.cls_namenotinSingleTon._instance_dict:

        SingleTon._instance_dict[self.cls_name]=self.cls_name(*args,**kwargs)

        returnSingleTon._instance_dict.get(self.cls_name)

        @SingleTon#這個語法糖相當于Student=SingleTon(Student),即Student是SingleTon的實例對象

        classStudent:

        def__init__(self,name,age):

        self.name=name

        self.age=age

        stu1=Student('jack',18)

        stu2=Student('jack',18)

        print(stu1isstu2)

        print(stu1.__dict__,stu2.__dict__)

        #原理:在函數(shù)裝飾器的思路上,將裝飾器封裝成類。

        #程序執(zhí)行到與語法糖時,會實例化一個Student對象,這個對象是SingleTon的對象。

        #后面使用的Student本質上使用的是SingleTon的對象。

        #所以使用Student('jack',18)來實例化對象,其實是在調用SingleTon的對象,會觸發(fā)其__call__的執(zhí)行

        #所以就在__call__中,判斷Student類有沒有實例對象了。

        以上內容為大家介紹了Python的6種方式實現(xiàn)單例模式,希望對大家有所幫助,如果想要了解更多Python相關知識,請關注IT培訓機構:千鋒教育。http://m.2667701.com/

        tags: python培訓
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