Python 面向对象7: 单例模式

一、内容

• 1.1、单例设计模式
• 1.2、__new__方法
• 1.3、Python 中的单例

二、单例设计模式

• 2.1、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

• 2.2、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

• 2.3、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

三、__new__ 方法

• 3.1、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，如果是 类对象的调用是不是走__new__ 方法的

• 3.2、__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

• 3.3、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

• 3.4、重写 __new__方法 的注意事项

  • 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

• 3.5、如下代码(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)

  class MusicPlayer(object):
  
       def __new__(cls, *args, **kwargs):
             # 1、创建对象时候，__new__方法会被自动调用
             # 2、如果不返回任何结果，下面的__init__初始化方法是不会走的。
             # 3、必须在返回传 cls
             return super().__new__(cls)
  
       def __init__(self):
             print("初始化音乐播放对象")
  
  player = MusicPlayer()
  print(player)
  

  对象分配空间和初始化
  上述代码中的def __new__里面如果不写 return,下面的__init__是不会走的

四、Python 中的单例

• 4.1、单例 —— 让 类 创建的对象，在系统中 只有 唯一的一个实例,也就是不管利用 类名()创建多少个实例对象，其内存地址都是一样的

• 4.2、既然内存地址是一样的，那么我们就要想到 __new__方法，它是初始化内存地址的方法，我们只需要在这里进行每次返回同一个内存地址即可，具体的实现如下：

  • 定义一个 类属性
    ，初始值是 None，用于记录 单例对象的引用
  • 重写__new__ 方法
  • 如果 类属性 is None（is是用来判断内存地址是不是一样，= 是用来判断数据是不是一样），调用父类方法分配空间，并在类属性中记录结果
  • 返回 类属性 中记录的 对象引用
    单例流程

• 4.3、单利代码示例

  class Person(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
  
  person1 = Person()
  print(person1)
  person2 = Person()
  print(person2)
  打印结果是：
  <__main__.Person object at 0x1016c2160>
  <__main__.Person object at 0x1016c2160>
  我们可以看到上述的代码打印的 **内存地址是一样的**
  

• 4.4、如何让 __init__代码也只初始化一次 ？我们可以模仿单利的设计模式，也定义一个 类属性 来记录是否进行过初始化，代码如下：

  class Person(object):
  
      # 定义类属性记录是否进行过初始化
      init_flag = False
      def __init__(self):
  
          # 1、判断类属性是否已经被赋值(也就是是否进行过初始化，进行过返回)
          if Person.init_flag:
               return
          # 2、进行初始化操作
          print("进行初始化操作")
          # 3、修改init_flag的值(代表进行过初始化操作)
          Person.init_flag = True
  person1 = Person()
  person2 = Person()
  打印结果是：
  进行初始化操作
  

  通过上面可以看出来只初始化了一次