Python单例模式
2020-12-13 02:58
标签:not 模块 lan asa cal stat self err 对比 参考Python 元类使用讲解 更多请阅读 所谓单例,是指一个类的实例从始至终只能被创建一次,,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。 如果想使得某个类从始至终最多只有一个实例,使用__new__方法会很简单。Python中类是通过__new__来创建实例的: 结果: 通过__new__方法,将类的实例在创建的时候绑定到类属性_inst上。如果cls._inst为None,说明类还未实例化,实例化并将实例绑定到cls._inst,以后每次实例化的时候都返回第一次实例化创建的实例。注意从Singleton派生子类的时候,不要重载__new__。 有时候我们并不关心生成的实例是否具有同一id,而只关心其状态和行为方式。我们可以允许许多个实例被创建,但所有的实例都共享状态和行为方式: 将所有实例的__dict__指向同一个字典,这样实例就共享相同的方法和属性。对任何实例的名字属性的设置,无论是在__init__中修改还是直接修改,所有的实例都会受到影响。不过实例的id是不同的。要保证类实例能共享属性,但不和子类共享,注意使用cls._shared_state,而不是Borg._shared_state。 因为实例是不同的id,所以每个实例都可以做字典的key: 结果: 如果这种行为不是你想要的,可以为Borg类添加__eq__和__hash__方法,使其更接近于单例模式的行为: 结果: 所有的实例都能当一个key使用了。 当你编写一个类的时候,某种机制会使用类名字,基类元组,类字典来创建一个类对象。新型类中这种机制默认为type,而且这种机制是可编程的,称为元类__metaclass__ 。 结果: id是相同的。 例子中我们构造了一个Singleton元类,并使用__call__方法使其能够模拟函数的行为。构造类A时,将其元类设为Singleton,那么创建类对象A时,行为发生如下: A=Singleton(name,bases,class_dict),A其实为Singleton类的一个实例。 创建A的实例时,A()=Singleton(name,bases,class_dict)()=Singleton(name,bases,class_dict).__call__(),这样就将A的所有实例都指向了A的属性_instance上,这种方法与方法1其实是相同的。 python中的模块module在程序中只被加载一次,本身就是单例的。可以直接写一个模块,将你需要的方法和属性,写在模块中当做函数和模块作用域的全局变量即可,根本不需要写类。 而且还有一些综合模块和类的优点的方法: python并不会对sys.modules进行检查以确保他们是模块对象,我们利用这一点将模块绑定向一个类对象,而且以后都会绑定向同一个对象了。 将代码存放在single.py中: 最简单的方法: 将名字singleton绑定到实例上,singleton就是它自己类的唯一对象了。 Python单例模式 标签:not 模块 lan asa cal stat self err 对比 原文地址:https://www.cnblogs.com/liangxiaoji/p/11063753.html方法1
class
Singleton(
object
):
def
__new__(
cls
,
*
args,
*
*
kwargs):
if
not
hasattr
(
cls
,
‘_inst‘
):
cls
._inst
=
super
(Singleton,
cls
).__new__(
cls
,
*
args,
*
*
kwargs)
return
cls
._inst
if
__name__
=
=
‘__main__‘
:
class
A(Singleton):
def
__init__(
self
, s):
self
.s
=
s
a
=
A(
‘apple‘
)
b
=
A(
‘banana‘
)
print
id
(a), a.s
print
id
(b), b.s
29922256
banana
29922256
banana
方法2:
class
Borg(
object
):
_shared_state
=
{}
def
__new__(
cls
,
*
args,
*
*
kwargs):
obj
=
super
(Borg,
cls
).__new__(
cls
,
*
args,
*
*
kwargs)
obj.__dict__
=
cls
._shared_state
return
obj
if
__name__
=
=
‘__main__‘
:
class
Example(Borg):
pass
a
=
Example()
b
=
Example()
c
=
Example()
adict
=
{}
j
=
0
for
i
in
a, b, c:
adict[i]
=
j
j
+
=
1
for
i
in
a, b, c:
print
adict[i]
0
1
2
class
Borg(
object
):
_shared_state
=
{}
def
__new__(
cls
,
*
args,
*
*
kwargs):
obj
=
super
(Borg,
cls
).__new__(
cls
,
*
args,
*
*
kwargs)
obj.__dict__
=
cls
._shared_state
return
obj
def
__hash__(
self
):
return
1
def
__eq__(
self
, other):
try
:
return
self
.__dict__
is
other.__dict__
except
:
return
False
if
__name__
=
=
‘__main__‘
:
class
Example(Borg):
pass
a
=
Example()
b
=
Example()
c
=
Example()
adict
=
{}
j
=
0
for
i
in
a, b, c:
adict[i]
=
j
j
+
=
1
for
i
in
a, b, c:
print
adict[i]
2
2
2
方法3
class
Singleton(
type
):
def
__init__(
self
, name, bases, class_dict):
super
(Singleton,
self
).__init__(name, bases, class_dict)
self
._instance
=
None
def
__call__(
self
,
*
args,
*
*
kwargs):
if
self
._instance
is
None
:
self
._instance
=
super
(Singleton,
self
).__call__(
*
args,
*
*
kwargs)
return
self
._instance
if
__name__
=
=
‘__main__‘
:
class
A(
object
):
__metaclass__
=
Singleton
a
=
A()
b
=
A()
print
id
(a),
id
(b)
34248016
34248016
方法4
class
_singleton(
object
):
class
ConstError(TypeError):
pass
def
__setattr__(
self
, name, value):
if
name
in
self
.__dict__:
raise
self
.ConstError
self
.__dict__[name]
=
value
def
__delattr__(
self
, name):
if
name
in
self
.__dict__:
raise
self
.ConstError
raise
NameError
import
sys
sys.modules[__name__]
=
_singleton()
>>>
import
single
>>> single.a
=
1
>>> single.a
=
2
ConstError
>>>
del
single.a
ConstError
方法5
class
singleton(
object
):
pass
singleton
=
singleton()
更多
#-*- encoding=utf-8 -*-
print ‘----------------------方法1--------------------------‘
#方法1,实现__new__方法
#并在将一个类的实例绑定到类变量_instance上,
#如果cls._instance为None说明该类还没有实例化过,实例化该类,并返回
#如果cls._instance不为None,直接返回cls._instance
class Singleton(object):
def __new__(cls, *args, **kw):
if not hasattr(cls, ‘_instance‘):
orig = super(Singleton, cls)
cls._instance = orig.__new__(cls, *args, **kw)
return cls._instance
class MyClass(Singleton):
a = 1
one = MyClass()
two = MyClass()
two.a = 3
print one.a
#3
#one和two完全相同,可以用id(), ==, is检测
print id(one)
#29097904
print id(two)
#29097904
print one == two
#True
print one is two
#True
print ‘----------------------方法2--------------------------‘
#方法2,共享属性;所谓单例就是所有引用(实例、对象)拥有相同的状态(属性)和行为(方法)
#同一个类的所有实例天然拥有相同的行为(方法),
#只需要保证同一个类的所有实例具有相同的状态(属性)即可
#所有实例共享属性的最简单最直接的方法就是__dict__属性指向(引用)同一个字典(dict)
#可参看:http://code.activestate.com/recipes/66531/
class Borg(object):
_state = {}
def __new__(cls, *args, **kw):
ob = super(Borg, cls).__new__(cls, *args, **kw)
ob.__dict__ = cls._state
return ob
class MyClass2(Borg):
a = 1
one = MyClass2()
two = MyClass2()
#one和two是两个不同的对象,id, ==, is对比结果可看出
two.a = 3
print one.a
#3
print id(one)
#28873680
print id(two)
#28873712
print one == two
#False
print one is two
#False
#但是one和two具有相同的(同一个__dict__属性),见:
print id(one.__dict__)
#30104000
print id(two.__dict__)
#30104000
print ‘----------------------方法3--------------------------‘
#方法3:本质上是方法1的升级(或者说高级)版
#使用__metaclass__(元类)的高级python用法
class Singleton2(type):
def __init__(cls, name, bases, dict):
super(Singleton2, cls).__init__(name, bases, dict)
cls._instance = None
def __call__(cls, *args, **kw):
if cls._instance is None:
cls._instance = super(Singleton2, cls).__call__(*args, **kw)
return cls._instance
class MyClass3(object):
__metaclass__ = Singleton2
one = MyClass3()
two = MyClass3()
two.a = 3
print one.a
#3
print id(one)
#31495472
print id(two)
#31495472
print one == two
#True
print one is two
#True
print ‘----------------------方法4--------------------------‘
#方法4:也是方法1的升级(高级)版本,
#使用装饰器(decorator),
#这是一种更pythonic,更elegant的方法,
#单例类本身根本不知道自己是单例的,因为他本身(自己的代码)并不是单例的
def singleton(cls, *args, **kw):
instances = {}
def _singleton():
if cls not in instances:
instances[cls] = cls(*args, **kw)
return instances[cls]
return _singleton
@singleton
class MyClass4(object):
a = 1
def __init__(self, x=0):
self.x = x
one = MyClass4()
two = MyClass4()
two.a = 3
print one.a
#3
print id(one)
#29660784
print id(two)
#29660784
print one == two
#True
print one is two
#True
one.x = 1
print one.x
#1
print two.x
#1