单例模式

什么是单例模式

• 单例，即单个实例，一个类在实例化的过程中始终返回同一个实例

实现单例模式的四种方法

• 重写__new__(cls)方法，该方法是一个类方法，用来为实例开辟内存空间，返回值是实例化对象，通过重写该方法，可以使每次实例化都返回同一个对象
• 修饰器方法：与之前修饰器那一节的斐波那契数列类似，判断字典中有没有对象，有的话就直接返回，没有才实例化
• 模块：这是最简单的方法，直接导入实例化对象
• 共享属性：通过把所有对象的__dict__指向同一块内存空间来实现，虽然不是“一个实例”，但其行为与“一个实例”一样

实现单例设计的方法

重写__new__()

class Foo:
    def __new__(cls,*args, **kwargs):
        # 如果是第一次实例化，返回一个新对象
        if not hasattr(cls, '_object'):
            cls._object = super().__new__(cls)
        return cls._object

    def __init__(self, name):
            self.name = name

    def Print(self):
        print(f'The name of this object is: {self.name}')

if __name__ == '__main__':
    foo1 = Foo('foo1')
    foo2 = Foo('foo2')
    foo3 = Foo('foo3')
    foo1.Print()  # The name of this object is: foo3
    foo2.Print()  # The name of this object is: foo3
    foo3.Print()  # The name of this object is: foo3

使用装饰器

def singleton(cls):
    singleton_dict = {}
    def close(*args, **kwargs):
    # 利用字典的setdefault()方法，如果第一次实例化就加入字典，以后每次都返回这个对象
        return singleton_dict.setdefault('obj',cls(*args, **kwargs))
    return close

@singleton
class MyClass:
    pass

if __name__ == '__main__':
    foo1 = MyClass()
    foo2 = MyClass()
    print(foo1)  # <__main__.MyClass object at 0x000001DF618C8940>
    print(foo2)  # <__main__.MyClass object at 0x000001DF618C8940>

使用模块

用import导入的模块就是天然的单例模式，如果想要实现一个单例类，不妨把它作为一个独立的模块,使用时导入由他实例化出来的对象

# mysingleton.py
class My_Singleton(object):
    def foo(self):
        pass

my_singleton = My_Singleton()

# to use
from mysingleton import my_singleton

my_singleton.foo()

共享属性

共享属性是指所有由“单例类”实例化出来的对象都共享“同一份属性”，也就是所有对象的__dict__都指向同一个字典，但这样严格来说并不算真的单例模式，因为这样还是有多个实例对象，但其行为确实和单例模式一样

class Foo:
    _mydict = {}
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        ob = super().__new__(cls)
        ob.__dict__ = cls._mydict
        return ob

    if __name__ == '__main__':
        foo1 = Foo()
        foo2 = Foo()
        foo1.name = 'foo1'
        print(foo2.name)  # foo1
        # foo1 和 foo2 并不是同一个对象，只不过他们的方法和属性公用同一块内存
        print(foo1)  # <__main__.Foo object at 0x0000023ADA4A8A90>
        print(foo2)  # <__main__.Foo object at 0x0000023ADA4A8AC8>