Python中的单例设计

时间：2021-10-16 14:51:25

01. 单例设计模式

  • 设计模式

    • 设计模式 是 前人工作的总结和提炼，通常，被人们广泛流传的设计模式都是针对 某一特定问题 的成熟的解决方案
    • 使用 设计模式 是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性

  • 单例设计模式

    • 目的 —— 让 类 创建的对象，在系统中 只有 唯一的一个实例
    • 每一次执行 类名() 返回的对象，内存地址是相同的

单例设计模式的应用场景

  • 音乐播放 对象
  • 回收站 对象
  • 打印机 对象
  • ……

02. __new__ 方法

  • 使用 类名() 创建对象时，Python 的解释器 首先 会 调用 __new__ 方法为对象 分配空间
  • __new__ 是一个 由 object 基类提供的 内置的静态方法，主要作用有两个：
    • 1) 在内存中为对象 分配空间
    • 2) 返回 对象的引用
  • Python 的解释器获得对象的 引用 后，将引用作为 第一个参数，传递给 __init__ 方法

重写 __new__ 方法 的代码非常固定！

  • 重写 __new__ 方法 一定要 return super().__new__(cls)
  • 否则 Python 的解释器 得不到 分配了空间的 对象引用，就不会调用对象的初始化方法
  • 注意：__new__ 是一个静态方法，在调用时需要 主动传递 cls 参数

Python中的单例设计

示例代码

class MusicPlayer(object):

    def __new__(cls, *args, **kwargs):

        # 如果不返回任何结果，

        return super().__new__(cls)

    def __init__(self):

        print("初始化音乐播放对象")

player = MusicPlayer()

print(player)
创建对象，分配空间

播放器初始化

<__main__.MusicPlayer object at 0x0000017B1EA33B00>

03. Python 中的单例

  • 单例 —— 让 类 创建的对象，在系统中 只有 唯一的一个实例
  1. 定义一个 类属性，初始值是 None，用于记录 单例对象的引用
  2. 重写 __new__ 方法
  3. 如果 类属性 is None，调用父类方法分配空间，并在类属性中记录结果
  4. 返回 类属性 中记录的 对象引用

Python中的单例设计

class MusicPlayer(object):

    # 定义类属性记录单例对象引用

    instance = None

    def __new__(cls, *args, **kwargs):

        # 1. 判断类属性是否已经被赋值

        if cls.instance is None:

            cls.instance = super().__new__(cls)

        # 2. 返回类属性的单例引用

        return cls.instance

只执行一次初始化工作

  • 在每次使用 类名() 创建对象时，Python 的解释器都会自动调用两个方法：
    • __new__ 分配空间
    • __init__ 对象初始化
  • 在上一小节对 __new__ 方法改造之后，每次都会得到 第一次被创建对象的引用
  • 但是：初始化方法还会被再次调用

需求

  • 让 初始化动作 只被 执行一次

解决办法

  1. 定义一个类属性 init_flag 标记是否 执行过初始化动作，初始值为 False
  2. 在 __init__ 方法中，判断 init_flag，如果为 False 就执行初始化动作
  3. 然后将 init_flag 设置为 True
  4. 这样，再次 自动 调用 __init__ 方法时，初始化动作就不会被再次执行 了 
    class MusicPlayer(object):

    # 记录第一个被创建对象的引用
    
    instance = None
    
    # 记录是否执行过初始化动作
    
    init_flag = False

    def __new__(cls, *args, **kwargs):

        # 1. 判断类属性是否是空对象
    
        if cls.instance is None:
    
            # 2. 调用父类的方法，为第一个对象分配空间
    
            cls.instance = super().__new__(cls)

        # 3. 返回类属性保存的对象引用
    
        return cls.instance

    def __init__(self):

        if not MusicPlayer.init_flag:
    
            print("初始化音乐播放器")

            MusicPlayer.init_flag = True

# 创建多个对象
    
player1 = MusicPlayer()
    
print(player1)

player2 = MusicPlayer()
    
print(player2)

相关文章