python 單例模式是什麼以及如何建立單例模式

2021-10-17 18:46:58 字數 3231 閱讀 6000

3. 通過元類meta構造單例模式

首先解釋一下什麼是單例模式。

類就像是一台印表機,例項物件就像是由這個印表機列印出來的乙份份檔案,看起來好像每份檔案都一樣的,但實際上會由於每份檔案的紙張不同等一系列差別,每份檔案還是不一樣的。

也就是說:

看起來好像由同乙個類建立的多個例項是一樣的,功能也一樣,但實際上是儲存在記憶體上不同位置的物件。

如下所示,寫乙個最簡單的類,分別進行例項化:

classt:

def__init__

(self, a)

: self.a = a

deftest

(self)

:print

(self.a)

>> t1 = t(2)

>> t2 = t(2)

>> t1.test()2

>> t2.test()2

>> t1 == t2

false

>> id(t1)

2822587799984

>> id(t2)

2822587506872

如上可看到,即使是由同乙個類,建立引數相同的例項,其記憶體位址的 id 也是不同的。

所以如果在某些場景下,某個類會建立很多個例項,並且實現的方法也是一樣的,這樣會浪費很多記憶體空間。

所以可以通過__new__方法,以及通過乙個類變數,控制類的例項化,保證引數相同的例項,有且僅有1個例項物件,減少記憶體空間:

classt:

instance_dict =

def__new__

(cls,

*args)

:if cls.instance_dict.get(

str(args)

,none):

print

(f"已存在已建立的引數為的例項,直接返回該例項"

)return cls.instance_dict[

str(args)

]else

:print

(f"還未建立過引數為的例項,新建乙個例項"

) cls.instance_dict[

str(args)]=

super()

.__new__(cls)

return cls.instance_dict[

str(args)

]def

__init__

(self, a)

: self.a = a

deftest

(self)

:print

(self.a)

執行如下:

>> t1 = t(1)

還未建立過引數為(1,)的例項,新建乙個例項

>> t3 = t(1)

已存在已建立的引數為(1,)的例項,直接返回該例項

>> t2 = t(2)

還未建立過引數為(2,)的例項,新建乙個例項

>> t4 = t(2)

已存在已建立的引數為(2,)的例項,直接返回該例項

>> t1 == t2

false

>> t1 == t3

true

>> t4 == t2

true

>> t1.instance_dict

這樣就是單例模式了。

class

testmeta

(type):

def__init__

(cls,

*args,

**kwargs)

:print

("meta init"

) cls.instance_dict =

super()

.__init__(

*args,

**kwargs)

def__call__

(cls,

*args,

**kwargs)

:print

("meta call"

)if cls.instance_dict.get(

str(args)

,none):

print

(f"已存在已建立的引數為的例項,直接返回該例項"

)return cls.instance_dict[

str(args)

]else

:print

(f"還未建立過引數為的例項,新建乙個例項"

) obj =

super()

.__call__(

*args,

**kwargs)

cls.instance_dict[

str(args)

]= obj

return obj

classt(

object

, metaclass=testmeta)

:def

__new__

(cls,

*args,

**kwargs)

:print

("new"

)print

(type

(cls)

)return

super()

.__new__(cls)

def__init__

(self,

*args)

:print

("init"

)print

(args)

>> t1 = t(1)

meta call

還未建立過引數為(1,)的例項,新建乙個例項

new>

init

(1,)

>> t2 = t(2)

meta call

還未建立過引數為(2,)的例項,新建乙個例項

new>

init

(2,)

>> t.instance_dict

>> t3 = t(1)

meta call

已存在已建立的引數為(1,)的例項,直接返回該例項

>> t.instance_dict

>> t1 == t3

true

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