Python3 & 使用__new__实现单例模式

单例设计模式概念

设计模式,是对工作的总结和提练，目的是提高代码的可重用性及可靠性。
单例设计模式，是指让类创建的对象，在系统中只有 唯一的一个实例。且每一次执行 类名() 返回的对象，内存地址是相同的。这种模式一般应用在 例如：打印机，视频播放等应用上。

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
   示例：

class PrintPlayer(object):
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print("__new__")

    def __init__(self):
        print("初始化打印机对象....")

prints = PrintPlayer()
print(prints)

输出结果：

__new__
None

可以看到，上述示例中，new没有返回对象的引用，所以在打印实例化对象时，返回了 None

正确的写法应该是

class PrintPlayer(object):
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        return super().__new__(cls)

    def __init__(self):
        print("初始化打印机对象....")

prints = PrintPlayer()
print(prints)

输出结果：

初始化打印机对象....
<__main__.PrintPlayer object at 0x000002329A47E7C0>

Python 中的单例模式

所谓单例，是让类在系统中创建唯一的一个实例，那么如何做到呢？
步骤分析：
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
代码：

class PrintPlayer(object):
    instance = None
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if cls.instance is None:
            cls.instance = super().__new__(cls)

        return cls.instance

    def __init__(self):
        print("初始化打印机对象....")

prints1 = PrintPlayer()
print(prints1)

prints2= PrintPlayer()
print(prints2)

输出：

初始化打印机对象....
<__main__.PrintPlayer object at 0x000002776F59E7C0>
初始化打印机对象....
<__main__.PrintPlayer object at 0x000002776F59E7C0>

可以看出，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。所以实例化两次，会调用init方法两次初始化。
那么如何让 初始化动作 只被 执行一次呢？

解决方法：
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）在 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
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
代码：

class PrintPlayer(object):
    instance = None
    init_flag = False
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if cls.instance is None:
            cls.instance = super().__new__(cls)

        return cls.instance

    def __init__(self):
        if not PrintPlayer.init_flag :
            print("初始化打印机对象....")
            PrintPlayer.init_flag = True

prints1 = PrintPlayer()
print(prints1)

prints2= PrintPlayer()
print(prints2)

输出：

 初始化打印机对象....
<__main__.PrintPlayer object at 0x000001E8E23CE7C0>
<__main__.PrintPlayer object at 0x000001E8E23CE7C0>