python中的单例设计模式

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 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
- 1. 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

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
在 __init__ 方法中，判断 init_flag，如果为 False 就执行初始化动作
然后将 init_flag 设置为 True
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)