Python的四种单例模式实现方式
★ 单例模式基本介绍
单例模式是一种设计模式,用于确保一个类只有一个实例,并提供全局访问点以获取该实例。它是一种创建型模式,通常用于需要严格控制某个类的实例数量的情况。单例模式确保一个类在整个应用程序生命周期中只有一个实例,因此可以节省系统资源,同时提供了一个集中的访问点,以便在需要时获取该实例。
★ 实现单例的几种方式:
- 模块导入
- 添加装饰器(类装饰器和函数装饰器)
- 重写new方法
- 元类继承
★ 方式一: 模块导入
文件结构
单例 ├───file1.py ├───file2.py ├───readme ├───单例实现1_模块导入.py └───模块导入实现单例测试.py
单例实现1_模块导入.py
""" 模块导入实现单例模式步骤: 1. 在模块中定义类 2. 实例化类并返回 3. 在其他文件中导入实例对象使用, 每个文件导入的对象实际是同一个 """ class Singleton: def __init__(self, name): self.name = name def do_something(self): pass singleton = Singleton('模块单例') # 在其他py文件中 # from my_singleton import singleton
file1.py
from 单例实现1_模块导入 import singleton print(singleton)
file2.py
from 单例实现1_模块导入 import singleton print(singleton)
模块导入实现单例测试.py
import file1 import file2 print(file1.singleton is file2.singleton)
执行结果
<单例实现1_模块导入.Singleton object at 0x0000021B2B81F400>
<单例实现1_模块导入.Singleton object at 0x0000021B2B81F400>
True
★ 方式二: 装饰器
单例实现2_装饰器.py
# -------------------函数装饰器--------------------------- def Singleton1(cls): instance = {} def _singleton_wrapper(*args, **kargs): if cls not in instance: instance[cls] = cls(*args, **kargs) return instance[cls] return _singleton_wrapper # -------------------类装饰器--------------------------- class Singleton2: def __init__(self, cls): self.cls = cls self._instance = None def __call__(self, *args, **kwargs): if not self._instance: self._instance = self.cls(*args, **kwargs) return self._instance # SingletonTest = Singleton1(SingletonTest) =_singleton_wrapper # SingletonTest = Singleton2(SingletonTest) = Singleton2实例对象 @Singleton1 class SingletonTest(object): def __init__(self, name): print(">>> 初始化 <<<") self.name = name s1 = SingletonTest('s1') s2 = SingletonTest('s2') print(s1, s2) print(s1 is s2)
执行结果
>>> 初始化 <<<
<__main__.SingletonTest object at 0x000001E6A2FF73D0> <__main__.SingletonTest object at 0x000001E6A2FF73D0>
True
★ 方式三: 重写new方法
单例实现3_重写new方法.py
class Singleton(object): def __new__(cls, *args, **kwargs): if not hasattr(Singleton, "_instance"): Singleton._init_flag = True Singleton._instance = super().__new__(cls) return Singleton._instance def __init__(self, name): if not hasattr(Singleton, "_init"): Singleton._init = True print(">>> 初始化 <<<") self.name = name s1 = Singleton('s1') s2 = Singleton('s2') print(s1, s2) print(s1 is s2)
执行结果
>>> 初始化 <<<
<__main__.Singleton object at 0x0000016663140760> <__main__.Singleton object at 0x0000016663140760>
True
★ 方式四: 元类继承
单例实现4_元类继承.py
class Singleton(type): def __call__(cls, *args, **kwargs): if not hasattr(Singleton, "_instance"): # cls 是 Singleton 创建的类 Singleton._instance = cls.__new__(cls, *args, **kwargs) cls.__init__(Singleton._instance, *args, **kwargs) return Singleton._instance class SingletonTest(metaclass=Singleton): pass class A(SingletonTest): def __init__(self, name): print(">>> 初始化 <<<") self.name = name s1 = A('s1') s2 = A('s2') print(s1, s2) print(s1 is s2)
执行结果
>>> 初始化 <<<
<__main__.A object at 0x000001687C79D5E0> <__main__.A object at 0x000001687C79D5E0>
True
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