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常見的在Python中實(shí)現(xiàn)單例模式的三種方法

更新時(shí)間：2015年04月08日 16:59:56 作者：吳文苑

這篇文章主要介紹了常見的在Python中實(shí)現(xiàn)單例模式的三種方法,單例模式在各個(gè)編程語(yǔ)言的學(xué)習(xí)中都是需要掌握的基礎(chǔ)知識(shí),需要的朋友可以參考下

單例模式是一種常用的軟件設(shè)計(jì)模式。在它的核心結(jié)構(gòu)中只包含一個(gè)被稱為單例類的特殊類。通過單例模式可以保證系統(tǒng)中一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例而且該實(shí)例易于外界訪問，從而方便對(duì)實(shí)例個(gè)數(shù)的控制并節(jié)約系統(tǒng)資源。如果希望在系統(tǒng)中某個(gè)類的對(duì)象只能存在一個(gè)，單例模式是最好的解決方案。

單例模式的要點(diǎn)有三個(gè)；一是某個(gè)類只能有一個(gè)實(shí)例；二是它必須自行創(chuàng)建這個(gè)實(shí)例；三是它必須自行向整個(gè)系統(tǒng)提供這個(gè)實(shí)例。在Python中，單例模式有以下幾種實(shí)現(xiàn)方式。

方法一、實(shí)現(xiàn)__new__方法，然后將類的一個(gè)實(shí)例綁定到類變量_instance上；如果cls._instance為None，則說明該類還沒有被實(shí)例化過，new一個(gè)該類的實(shí)例，并返回；如果cls._instance不為None，直接返回_instance，代碼如下：

class Singleton(object):
 
  def __new__(cls, *args, **kwargs):
    if not hasattr(cls, '_instance'):
      orig = super(Singleton, cls)
      cls._instance = orig.__new__(cls, *args, **kwargs)
    return cls._instance
 
class MyClass(Singleton):
  a = 1
 
one = MyClass()
two = MyClass()
 
#one和two完全相同,可以用id(), ==, is檢測(cè)
print id(one)  # 29097904
print id(two)  # 29097904
print one == two  # True
print one is two  # True

方法二、本質(zhì)上是方法一的升級(jí)版，使用__metaclass__（元類）的高級(jí)python用法，具體代碼如下：

class Singleton2(type):
 
  def __init__(cls, name, bases, dict):
    super(Singleton2, cls).__init__(name, bases, dict)
    cls._instance = None
 
  def __call__(cls, *args, **kwargs):
    if cls._instance is None:
      cls._instance = super(Singleton2, cls).__call__(*args, **kwargs)
    return cls._instance
 
class MyClass2(object):
  __metaclass__ = Singleton2
  a = 1
 
one = MyClass2()
two = MyClass2()
 
print id(one)  # 31495472
print id(two)  # 31495472
print one == two  # True
print one is two  # True

方法三、使用Python的裝飾器(decorator)實(shí)現(xiàn)單例模式，這是一種更Pythonic的方法；單利類本身的代碼不是單例的，通裝飾器使其單例化，代碼如下：

def singleton(cls, *args, **kwargs):
  instances = {}
  def _singleton():
    if cls not in instances:
      instances[cls] = cls(*args, **kwargs)
    return instances[cls]
  return _singleton
 
@singleton
class MyClass3(object):
  a = 1
 
one = MyClass3()
two = MyClass3()
 
print id(one)  # 29660784
print id(two)  # 29660784
print one == two  # True
print one is two  # True

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