Python 实现单例模式

单例模式是一种软件设计模式。

在面向对象编程中，通过单例模式只能创建一个类实例，也就是一个类永远只有一个实例对象。

在工作中，为了确保某一个类只会创建出一个实例，就需要使用单例模式。

在 Python 中，实现单例的方法有很多。

一、通过装饰器的方式实现单例

def singleton_func(cls):instances = {}def _singleton(*args, **kwargs):if cls not in instances:instances[cls] = cls(*args, **kwargs)return instances[cls]return _singleton@singleton_func
class Phone(object):def phone_id(self):return id(self)p1 = Phone()
p2 = Phone()
print(p1.phone_id())
print(p2.phone_id())

运行结果：

44502488
44502488

通过装饰器来实现单例，直接用装饰器装饰类，实例化两遍类对象，对象的id是相等的，说明并没有两个实例对象，只是两个变量指向一个单例。如果注释掉上面的装饰器，则创建的是两个不同的实例（id不相等）。

在 Python 中，一切皆对象，所以字典中的数据也是一个个的对象。

在装饰器的内函数中，判断字典是否已经有键值对。如果没有，则添加一个类和类实例的键值对，如果有，则不添加。最后返回字典中的类实例，可以保证每次返回的都是同一个实例。

要使用这个单例装饰器，只要将其装饰到需要实现单例的类上即可。

在单例的多种实现方式中，个人最推荐这种方式，因为装饰器的使用方式即方便又优雅。我们可以将以上装饰器写在一个py文件中，所有需要使用单例的地方，都可以使用，步骤就两个，导入，装饰，如果不需要单例了，注释掉装饰器即可。

装饰器参考：https://blog.csdn.net/weixin_43790276/article/details/90728864

二、使用实例化方式实现单例

class SingletonInstance(object):def __call__(self, *args, **kwargs):return selfSingletonInstance = SingletonInstance()
s1 = SingletonInstance()
s2 = SingletonInstance()
print(id(s1))
print(id(s2))

运行结果：

51186264
51186264

在类中，先重写类的 __call__ 方法，在 __call__ 方法中返回自己。先实例化一个类的对象，后面所有需要使用这个类的地方，都调用这个实例对象。这样，每次调用的都是同一个实例，所以也能实现单例。

其实 Python 中的模块默认是单例模式的，在其他py文件中导入这个实例，然后使用，也是满足单例模式的。

三、使用类装饰器实现单例

class SingletonDecorator(object):_instance = Nonedef __init__(self, cls):self._cls = clsdef __call__(self, *args, **kwargs):if self._instance is None:self._instance = self._cls(*args, **kwargs)return self._instance@SingletonDecorator
class Phone(object):def phone_id(self):return id(self)p1 = Phone()
p2 = Phone()
print(p1.phone_id())
print(p2.phone_id())

运行结果：

47898464
47898464

使用装饰器实现单例，因为装饰器除了可以使用闭包实现，还可以使用类实现，所以也可以使用类装饰器来实现单例。

通过重写类的 __call__ 方法实现类装饰器，在 __call__ 方法中判断当前是否有类实例，没有才会创建，从而实现单例。

四、重写类的 __new__ 方法实现单例

class SingletonClass(object):_instance = Nonedef __new__(cls, *args, **kwargs):if cls._instance is None:cls._instance = super(SingletonClass, cls).__new__(cls)return cls._instance_is_init = Falsedef __init__(self):if self._is_init is False:print('-*-')self._is_init = Trues1 = SingletonClass()
s2 = SingletonClass()
print(id(s1))
print(id(s2))

运行结果：

-*-
57946912
57946912

在 Python 类中，每次实例化一个类对象时，都会自动先执行 __new__ 方法和 __init__ 方法。 __new__ 方法先在内存中为实例对象申请空间，然后 __init__ 方法初始化实例对象。

通过重写 __new__ 方法，如果这个类没有实例对象，则执行 __new__ 方法，有则返回已有的实例，这样就实现了单例。

但是，因为 __init__ 方法是在 __new__ 执行完成后自动执行的，每次实例类的对象时都会执行 __init__ 方法，所以也要对 __init__ 方法进行重写，只有第一次实例化类对象时才执行初始化操作。如果上面代码中不重写 __init__ 方法，则会执行两遍__init__ 方法。

五、通过元类实现单例

class SingletonMeta(type, object):def __init__(self, *args, **kwargs):self._instance = Nonesuper(SingletonMeta, self).__init__(*args, **kwargs)# _instance = Nonedef __call__(self, *args, **kwargs):if self._instance is None:self._instance = super(SingletonMeta, self).__call__(*args, **kwargs)return self._instanceclass Phone(object, metaclass=SingletonMeta):def phone_id(self):return id(self)p1 = Phone()
p2 = Phone()
print(p1.phone_id())
print(p2.phone_id())

运行结果：

2325532722344
2325532722344

在 Python 中，元类是创建类的类，是创建类的工厂，所有类的元类都是 type 类，所有类都是 type 类的实例对象。

元类参考：https://blog.csdn.net/weixin_43790276/article/details/90756859

如果自定义一个元类，在元类中重写 __call__ 方法，判断当前是否有实例，没有实例才创建，有则不创建。对需要实现单例的类，指定类的元类是我们自定义的元类，从而实现单例。

不过，不推荐使用这种方式。

Python 实现单例模式相关推荐

Python设计模式-单例模式
Python设计模式-单例模式基于Python3.5.2,代码如下 #coding:utf-8 import threading import timeclass Singleton(object) ...
python采用单例模式游戏_Python实现Singleton模式的方式详解
前言使用python实现设计模式中的单例模式.单例模式是一种比较常用的设计模式,其实现和使用场景判定都是相对容易的.本文将简要介绍一下python中实现单例模式的几种常见方式和原理.一方面可以加深对 ...
python实现单例模式的几种方式_基于Python中单例模式的几种实现方式及优化详解...
单例模式单例模式(Singleton Pattern)是一种常用的软件设计模式,该模式的主要目的是确保某一个类只有一个实例存在.当你希望在整个系统中,某个类只能出现一个实例时,单例对象就能派上用场. ...
python实现单例模式的三种方式及相关知识解释
python实现单例模式的三种方式及相关知识解释模块模式装饰器模式父类重写new继承单例模式作为最常用的设计模式,在面试中很可能遇到要求手写.从最近的学习python的经验而言,singlet ...
Python实现单例模式的几种方式
认识单例模式含义单例模式是一种常用的软件设计模式,在应用这个模式时,类只会生成一个实例对象. 换句话说,单例模式确保某个类有且仅有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例,当我们在程序中的 ...
Python 设计模式: 单例模式(singleton pattern)
2019独角兽企业重金招聘Python工程师标准>>> 如果想在整个程序的运行过程中,某个类只有一个实例的话,可以通过单例模式来实现. 在 Python 中实现单例模式有很多种方式, ...
Python创建单例模式的5种方法
单例模式(Singleton Pattern)是一种常用的软件设计模式,是指一个类的实例从始至终只能被创建一次,同时它提供一个静态的getInstance()工厂方法,让客户可以访问它的唯一实例:为了 ...
python实现单例模式的三种方法
单例模式单例模式(Singleton Pattern)是一种常用的软件设计模式,该模式的主要目的是确保某一个类只有一个实例存在.当在整个系统中,某个类只能出现一个实例时,单例对象就能派上用场. 其目 ...
python：单例模式--使用__new__(cls)实现
单例模式:即一个类有且仅有一个实例. 那么通过python怎么实现一个类只能有一个实例呢. class Earth:"""假如你是神,你可以创造地球"" ...

Python 实现单例模式

Python 实现单例模式

Python 实现单例模式相关推荐

最新文章

热门文章