Python的四种单例模式实现方式

豆漿油條 · 发表于 2024-4-13 13:44:35

★ 单例模式基本介绍

单例模式是一种设计模式，用于确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点以获取该实例。它是一种创建型模式，通常用于需要严格控制某个类的实例数量的情况。单例模式确保一个类在整个应用程序生命周期中只有一个实例，因此可以节省系统资源，同时提供了一个集中的访问点，以便在需要时获取该实例。

★ 实现单例的几种方式：

模块导入
添加装饰器(类装饰器和函数装饰器)
重写new方法
元类继承

★ 方式一: 模块导入

文件结构

单例
├───file1.py
├───file2.py
├───readme
├───单例实现1_模块导入.py
└───模块导入实现单例测试.py

复制代码

单例实现1_模块导入.py

"""
模块导入实现单例模式步骤:
1. 在模块中定义类
2. 实例化类并返回
3. 在其他文件中导入实例对象使用, 每个文件导入的对象实际是同一个
"""
class Singleton:
def __init__(self, name):
self.name = name
def do_something(self):
pass
singleton = Singleton('模块单例')
# 在其他py文件中
# from my_singleton import singleton

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file1.py

from 单例实现1_模块导入 import singleton
print(singleton)

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file2.py

from 单例实现1_模块导入 import singleton
print(singleton)

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模块导入实现单例测试.py

import file1
import file2
print(file1.singleton is file2.singleton)

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执行结果

<单例实现1_模块导入.Singleton object at 0x0000021B2B81F400><单例实现1_模块导入.Singleton object at 0x0000021B2B81F400>True

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★ 方式二: 装饰器

单例实现2_装饰器.py

# -------------------函数装饰器---------------------------
def Singleton1(cls):
instance = {}
def _singleton_wrapper(*args, **kargs):
if cls not in instance:
instance[cls] = cls(*args, **kargs)
return instance[cls]
return _singleton_wrapper
# -------------------类装饰器---------------------------
class Singleton2:
def __init__(self, cls):
self.cls = cls
self._instance = None
def __call__(self, *args, **kwargs):
if not self._instance:
self._instance = self.cls(*args, **kwargs)
return self._instance
# SingletonTest = Singleton1(SingletonTest) =_singleton_wrapper
# SingletonTest = Singleton2(SingletonTest) = Singleton2实例对象
@Singleton1
class SingletonTest(object):
def __init__(self, name):
print(">>> 初始化 <<<")
self.name = name
s1 = SingletonTest('s1')
s2 = SingletonTest('s2')
print(s1, s2)
print(s1 is s2)

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执行结果

>>> 初始化 <<<<__main__.SingletonTest object at 0x000001E6A2FF73D0> <__main__.SingletonTest object at 0x000001E6A2FF73D0>True

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★ 方式三: 重写new方法

单例实现3_重写new方法.py

class Singleton(object):
def __new__(cls, *args, **kwargs):
if not hasattr(Singleton, "_instance"):
Singleton._init_flag = True
Singleton._instance = super().__new__(cls)
return Singleton._instance
def __init__(self, name):
if not hasattr(Singleton, "_init"):
Singleton._init = True
print(">>> 初始化 <<<")
self.name = name
s1 = Singleton('s1')
s2 = Singleton('s2')
print(s1, s2)
print(s1 is s2)

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执行结果

>>> 初始化 <<<<__main__.Singleton object at 0x0000016663140760> <__main__.Singleton object at 0x0000016663140760>True

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★ 方式四: 元类继承

单例实现4_元类继承.py

class Singleton(type):
def __call__(cls, *args, **kwargs):
if not hasattr(Singleton, "_instance"):
# cls 是 Singleton 创建的类
Singleton._instance = cls.__new__(cls, *args, **kwargs)
cls.__init__(Singleton._instance, *args, **kwargs)
return Singleton._instance
class SingletonTest(metaclass=Singleton):
pass
class A(SingletonTest):
def __init__(self, name):
print(">>> 初始化 <<<")
self.name = name
s1 = A('s1')
s2 = A('s2')
print(s1, s2)
print(s1 is s2)

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执行结果

>>> 初始化 <<<<__main__.A object at 0x000001687C79D5E0> <__main__.A object at 0x000001687C79D5E0>True

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来源:https://www.jb51.net/python/319186z7v.htm
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