設(shè)計(jì)模式簡介

設(shè)計(jì)模式是指軟件設(shè)計(jì)問題的推薦方案。設(shè)計(jì)模式一般是描述如何組織代碼和使用最佳實(shí)踐來解決常見的設(shè)計(jì)問題。需謹(jǐn)記一點(diǎn):設(shè)計(jì)模式是高層次的方案，并不關(guān)注具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，比如算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

設(shè)計(jì)模式共分為三大類，細(xì)分為23種設(shè)計(jì)模式。

1. 創(chuàng)建型模式

2. 結(jié)構(gòu)型模式

3. 行為型模式

單例

單例模式屬于創(chuàng)建型模式，是一個(gè)比較常用的一個(gè)設(shè)計(jì)模式，單例模式主要作用是讓一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例對(duì)象，因?yàn)樵谀承r(shí)候創(chuàng)建多個(gè)實(shí)例對(duì)象會(huì)浪費(fèi)內(nèi)存，所以目的就是為了節(jié)省內(nèi)存資源。

既然是約束只能生成一個(gè)實(shí)例對(duì)象，那么就應(yīng)該在實(shí)例化的過程進(jìn)行修改，編寫單例的方法有很多種

使用元類 __call__

代碼示例（基于元類） 

class Single(type):  # 定義繼承元類type的類
		    def __call__(self, *args, **kwargs):  # 重寫 __call__ 在類加括號(hào)調(diào)用時(shí)執(zhí)行
		        if not hasattr(self, 'new_obj'):  # 判斷類名有沒有指定屬性
		        	# 若沒有，則添加指定屬性，屬性值是元類__call__的返回值也就是類名
		            self.new_obj = super().__call__(*args, **kwargs)  
		        return self.new_obj
		class MyClass(metaclass=Single):
		    def __init__(self, name):
		        self.name = name
		obj1 = MyClass('X')
		obj2 = MyClass('W')
		print(obj1 is obj2)
		print(obj1)
		print(obj2)

打印結(jié)果

        True
        <__main__.MyClass object at 0x000001F9B382E350>
        <__main__.MyClass object at 0x000001F9B382E350>

此時(shí)創(chuàng)建多個(gè)實(shí)例并不會(huì)執(zhí)行，只指向一個(gè)實(shí)例。

使用 __new__ 方法 

__new__ 方法在類的實(shí)例化過程最先執(zhí)行，默認(rèn)執(zhí)行 object 的 __new__ 方法，返回一個(gè)實(shí)例化對(duì)象，然后再調(diào)用 __init__ 方法，對(duì)這個(gè)對(duì)象進(jìn)行初始化

class MyCls(object):  # 定義繼承元類type的類
		    def __new__(cls, *args, **kwargs):  # 重寫 __new__ 方法
		        if not hasattr(cls, 'new_obj'):  # 如果類名沒有指定屬性
		        	# 給類名添加屬性，屬性值是 object 的__new__方法返回值
		            cls.new_obj = super().__new__(cls, *args, **kwargs)
		        return cls.new_obj  # 將屬性值返回
		obj = MyCls()
		obj1 = MyCls()
		print(obj is obj1)
		print(obj)
		print(obj1)

打印結(jié)果

        True
        <__main__.MyCls object at 0x0000024968276500>
        <__main__.MyCls object at 0x0000024968276500>

第一次實(shí)例化的時(shí)候，由于判斷其沒有指定屬性，執(zhí)行添加屬性語句，屬性值是 object 的 __new__ 方法的返回值，最后返回指定屬性的值，也就是類名，而第二次實(shí)例化的時(shí)候由于已經(jīng)添加了屬性，所以直接返回object 的 __new__ 方法，所以其實(shí)他們一直是同一個(gè)屬性值。

使用 @classmethod

@classmethod 會(huì)自動(dòng)將類名傳入到 cls 變量中

class MyCls(object):
		    _instance = None  # 定義一個(gè)變量用于判斷
		    def __init__(self):
		        pass
		    @classmethod  # 定義一個(gè)類方法
		    def singleton(cls):
		        if not cls._instance:  # 如果類中的指定屬性為None
		            cls._instance = MyCls()  # 設(shè)置屬性，屬性值為實(shí)例對(duì)象
		        return cls._instance  # 將指定屬性返回
		obj1 = MyCls.singleton()  # 只能用類方法來獲取實(shí)例對(duì)象
		obj2 = MyCls.singleton()  # 只能用類方法來獲取實(shí)例對(duì)象
		print(obj1)
		print(obj2)

打印結(jié)果

        <__main__.MyCls object at 0x000002396ABB5D20>
        <__main__.MyCls object at 0x000002396ABB5D20>

這個(gè)有些不同，只能用類方法來獲取實(shí)例對(duì)象。第一次調(diào)用類方法創(chuàng)建實(shí)例對(duì)象的時(shí)候在類方法中得到了一個(gè)實(shí)例對(duì)象返回值，而在第二次調(diào)用類方法創(chuàng)建對(duì)象的時(shí)候已經(jīng)有了指定屬性，不滿足類方法中的判斷條，所以獲得的還是第一次實(shí)例化得到的對(duì)象。

使用裝飾器

使用裝飾器實(shí)現(xiàn)實(shí)例化并返回出來

def outer(cls):  # 定義裝飾器
		    _instance = None  # 定義變量用于判斷
		    def inner(*args, **kwargs):
		        nonlocal _instance  # 聲明變量
		        if not _instance:  # 如果變量是 None
		            _instance = cls(*args, **kwargs)  # 設(shè)置屬性，屬性值為實(shí)例對(duì)象
		        return _instance  
		    return inner
		@outer  # 調(diào)用裝飾器，將類名傳入到cls，也就是此時(shí)相當(dāng)于 outer(MyCls)
		class MyCls:
		    pass
		obj = MyCls()
		obj1 = MyCls()
		print(obj)
		print(obj1)

打印結(jié)果

        <__main__.MyCls object at 0x00000165FDE05D20>
        <__main__.MyCls object at 0x00000165FDE05D20>

使用模塊

模塊的方式就是在一個(gè)py文件中定義一個(gè)類，并實(shí)例化一個(gè)對(duì)象，之后在其他文件導(dǎo)入這一對(duì)象

到此這篇關(guān)于Python實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)模式之單例模式詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Python單例模式內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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