python設計模式之單例模式

2021-09-12 02:49:02 字數 3118 閱讀 3974

單例模式是一種建立型設計模式，它確保乙個類有且只有乙個特定型別的物件，並提供全域性訪問點。其意圖為：

簡單理解：單例即為單個例項，也就是每次例項化建立物件時獲得的都是同乙個物件，當然同乙個物件的屬性都是相同的，方法也是相同的，位址也是相同的，這樣給我們帶來的好處就是可以避免消耗過多的記憶體或cpu資源，例如資料庫類，我們希望每次都使用同乙個資料庫物件來對資料庫進行操作，以維護資料的一致性。又如模組的匯入，如果沒有匯入該模組，則匯入該模組並例項化，如果已經匯入，則返回該模組的物件

classsingleton():def__new__(cls, *args, **kwargs):ifnothasattr(cls,'instance'):


cls.instance=super(singleton,cls).__new__(cls)returncls.instance


a=singleton()


b=singleton()


print(a)#<__main__.singleton object at 0x00000220866ef400>


print(b)#<__main__.singleton object at 0x00000220866ef400>
new方法為python例項化建立物件自動執行的函式，通過重寫這個函式，使之先判斷該類中是否有instance屬性（利用反射），若沒有則為建立乙個物件並為該屬性賦值，最後返回instance中的物件。通過這種方式我們實現了每次建立例項返回的都是類中的instance的值。

classsingleton():


__instance=nonedef__init__(self):pass@classmethoddefgetinstance(cls):ifnotcls.__instance:


cls.__instance = singleton()returncls.__instance


a=singleton.getinstance()#<__main__.singleton object at 0x000001c85c114b38>


b=singleton.getinstance()#<__main__.singleton object at 0x000001c85c114b38>


print(a)


print(b)
我覺得這種方式最好理解，感覺像是手動完成單例建立邏輯，但注意獲得例項一定要呼叫singleton.getinstance()方法，直接a=singleton()相當於沒用單例。

classmetasingleton(type):


__instance={}def__call__(self, *args, **kwargs):ifselfnotinmetasingleton.__instance:


metasingleton.__instance[self] = super(metasingleton,self).__call__()returnmetasingleton.__instance[self]classsingleton(metaclass=metasingleton):def__init__(self):passa=singleton()#<__main__.singleton object at 0x0000025103984cc0>


b=singleton()#<__main__.singleton object at 0x0000025103984cc0>


print(a)


print(b)
執行singleton()之後，首先會呼叫metasingleton中的call函式，如果singleton類沒有在instance中，則為其建立乙個例項，也就是正常呼叫type中的call函式，將返回的物件存在instance中，以該類名為鍵，物件為值，最後返回這個物件，若instance中有該類，那就直接返回儲存的物件。

這種方式我覺得較好，不用為每個類單獨建立單例模式，只需將元類重寫即可

這種模式的理念為：例項化的物件是不同的，但是物件的狀態，屬性是相同的，也就是單態模式。

classmonostate():


_shared_state={}def__init__(self):


self.x=1


self.__dict__=self._shared_state


a=monostate()


b=monostate()


b.x=5


print(a)#<__main__.monostate object at 0x000001c267714b38>


print(b)#<__main__.monostate object at 0x000001c267714b00>


print(a.x)#5


a.c=4


print(b.c)#4
這裡的實現方式為利用類中的dict方法，我感覺是將_shared_state賦給dict後，每個物件的dict的位址都是相同的，所以物件的屬性儲存的位置都相同，那麼乙個物件的屬性變化，其餘的屬性也會發生變化。

參考《python設計模式（第2版）》

Python設計模式之單例模式

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