单例

单例

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 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

对象分配空间和初始化

示例代码

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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

单例流程

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

  • 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. __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
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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)