python-单例-笔记

目标

• 单例设计模式
• ​​__new__​​ 方法
• Python 中的单例

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



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)

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



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)