5种Python单例模式的实现方式
本文为大家分享了Python创建单例模式的5种常用方法，供大家参考，具体内容如下
所谓单例，是指一个类的实例从始至终只能被创建一次。
方法1：
如果想使得某个类从始至终最多只有一个实例，使用__new__方法会很简单。Python中类是通过__new__来创建实例的：
class Singleton(object):
def __new__(cls,*args,**kwargs):
if not hasattr(cls,'_inst'):
cls._inst=super(Singleton,cls).__new__(cls,*args,**kwargs)
return cls._inst
if __name__=='__main__':
class A(Singleton):
def __init__(self,s):
self.s=s
a=A('apple')
b=A('banana')
print id(a),a.s
print id(b),b.s
结果：
29922256 banana
29922256 banana
通过__new__方法，将类的实例在创建的时候绑定到类属性_inst上。如果cls._inst为None，说明类还未实例化，实例化并将实例绑定到cls._inst，以后每次实例化的时候都返回第一次实例化创建的实例。注意从Singleton派生子类的时候，不要重载__new__。
方法2：
有时候我们并不关心生成的实例是否具有同一id，而只关心其状态和行为方式。我们可以允许许多个实例被创建，但所有的实例都共享状态和行为方式：
class Borg(object):
_shared_state={}
def __new__(cls,*args,**kwargs):
obj=super(Borg,cls).__new__(cls,*args,**kwargs)
obj.__dict__=cls._shared_state
return obj
将所有实例的__dict__指向同一个字典，这样实例就共享相同的方法和属性。对任何实例的名字属性的设置，无论是在__init__中修改还是直接修改，所有的实例都会受到影响。不过实例的id是不同的。要保证类实例能共享属性，但不和子类共享，注意使用cls._shared_state,而不是Borg._shared_state。
因为实例是不同的id，所以每个实例都可以做字典的key：
if __name__=='__main__':
class Example(Borg):
pass
a=Example()
b=Example()
c=Example()
adict={}
j=0
for i in a,b,c:
adict[i]=j
j+=1
for i in a,b,c:
print adict[i]
结果：
0
1
2
如果这种行为不是你想要的，可以为Borg类添加__eq__和__hash__方法，使其更接近于单例模式的行为：
class Borg(object):
_shared_state={}
def __new__(cls,*args,**kwargs):
obj=super(Borg,cls).__new__(cls,*args,**kwargs)
obj.__dict__=cls._shared_state
return obj
def __hash__(self):
return 1
def __eq__(self,other):
try:
return self.__dict__ is other.__dict__
except:
return False
if __name__=='__main__':
class Example(Borg):
pass
a=Example()
b=Example()
c=Example()
adict={}
j=0
for i in a,b,c:
adict[i]=j
j+=1
for i in a,b,c:
print adict[i]
结果：
2
2
2
所有的实例都能当一个key使用了。
方法3
当你编写一个类的时候，某种机制会使用类名字，基类元组，类字典来创建一个类对象。新型类中这种机制默认为type，而且这种机制是可编程的，称为元类__metaclass__ 。
class Singleton(type):
def __init__(self,name,bases,class_dict):
super(Singleton,self).__init__(name,bases,class_dict)
self._instance=None
def __call__(self,*args,**kwargs):
if self._instance is None:
self._instance=super(Singleton,self).__call__(*args,**kwargs)
return self._instance
if __name__=='__main__':
class A(object):
__metaclass__=Singleton
a=A()
b=A()
print id(a),id(b)
结果：
34248016 34248016
id是相同的。
例子中我们构造了一个Singleton元类，并使用__call__方法使其能够模拟函数的行为。构造类A时，将其元类设为Singleton，那么创建类对象A时，行为发生如下：
A=Singleton(name,bases,class_dict),A其实为Singleton类的一个实例。
创建A的实例时，A()=Singleton(name,bases,class_dict)()=Singleton(name,bases,class_dict).__call__()，这样就将A的所有实例都指向了A的属性_instance上，这种方法与方法1其实是相同的。
方法4
python中的模块module在程序中只被加载一次，本身就是单例的。可以直接写一个模块，将你需要的方法和属性，写在模块中当做函数和模块作用域的全局变量即可，根本不需要写类。
而且还有一些综合模块和类的优点的方法：
class _singleton(object):
class ConstError(TypeError):
pass
def __setattr__(self,name,value):
if name in self.__dict__:
raise self.ConstError
self.__dict__[name]=value
def __delattr__(self,name):
if name in self.__dict__:
raise self.ConstError
raise NameError
import sys
sys.modules[__name__]=_singleton()
python并不会对sys.modules进行检查以确保他们是模块对象，我们利用这一点将模块绑定向一个类对象，而且以后都会绑定向同一个对象了。
将代码存放在single.py中：
>>> import single >>> single.a=1 >>> single.a=2
ConstError
>>> del single.a
ConstError
方法5：
最简单的方法：
class singleton(object): pass singleton=singleton()
将名字singleton绑定到实例上，singleton就是它自己类的唯一对象了。
以上就是Python单例模式的实现方式详细介绍，希望对大家的学习有所帮助。
相关文章
这篇文章主要介绍了Django中间件基础用法详解,文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下2019-07-07
这篇文章主要介绍了python中docx库的安装过程，非常不错，具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下2019-11-11
树的平衡检测是指判断一棵树是否为平衡二叉树，即每个节点的左右子树高度差不超过1，本文主要介绍了Python树的平衡检测算法实现，感兴趣的可以了解一下2023-11-11
在数据处理和清洗中,melt函数是Pandas库中一个强大而灵活的工具,它的主要功能是将宽格式的数据表转换为长格式,从而更方便进行分析和可视化,本文将深入探讨melt函数的用法、参数解析以及实际应用场景2023-12-12
这篇文章主要介绍了Python基于分水岭算法解决走迷宫游戏,结合具体实例形式分析了分水岭算法解决迷宫问题的相关步骤与操作技巧,需要的朋友可以参考下2017-09-09
这篇文章主要介绍了使用python实现strcmp函数功能的示例,需要的朋友可以参考下2014-03-03
这篇文章主要为大家介绍了python 基于aiohttp的异步爬虫实战详解，有需要的朋友可以借鉴参考下，希望能够有所帮助，祝大家多多进步，早日升职加薪2022-09-09
match语句接受一个表达式并将其值与作为一个或多个 case 块给出的连续模式进行比较,下面这篇文章主要给大家介绍了关于Python中match语句的详细用法,文中通过图文介绍的非常详细,需要的朋友可以参考下2022-11-11
今天本讲要讲什么呢？今天要介绍几个python中的小函数，这几个函数都是从函数式编程借鉴过来的，它们就是：filter、map、reduce、lambda、yield 有了它们，最大的好处是程序更简洁2014-10-10
python如何使用socketserver模块实现并发聊天
这篇文章主要介绍了python如何使用socketserver模块实现并发聊天,文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下2019-12-12
最新评论