單例模式是一個(gè)經(jīng)典設(shè)計(jì)模式，簡(jiǎn)要的說(shuō)，一個(gè)類的單例模式就是它只能被實(shí)例化一次，實(shí)例變量在第一次實(shí)例化時(shí)就已經(jīng)固定。

 在Python中常見(jiàn)的單例模式有None，這就是一個(gè)很典型的設(shè)計(jì)，通常使用 if xxx is None或者if xxx is not None來(lái)比較運(yùn)算。

Python實(shí)現(xiàn)單例模式

代碼如下：

class MyClass:
  _instance = None 
  _first_init = False 
  def __new__(cls, *args, **kwargs):
    if not cls._instance:
      cls._instance = super().__new__(cls)
    return cls._instance
  def __init__(self, var1, var2):
    cls = type(self)
    if not cls._first_init:
      self.var1 = var1
      self.var2 = var2
      cls._first_init = True

如上所示，我創(chuàng)建了一個(gè)MyClass的類，定義了兩個(gè)類變量，第一個(gè)是_instance，它負(fù)責(zé)保存該類創(chuàng)建的實(shí)例。第二個(gè)是_first_init，它是一個(gè)布爾值，保存是否為第一次實(shí)例化該類。

在__new__方法中（構(gòu)造函數(shù)），判斷是否存在_instance這個(gè)類變量，如果之前已經(jīng)實(shí)例化了，直接返回。如果是第一次實(shí)例化，就會(huì)為_(kāi)instance類變量綁定實(shí)例，使用super().__new__(cls)創(chuàng)建實(shí)例，即調(diào)用父類object.__new__(MyClass)創(chuàng)建實(shí)例。

在__init__方法中（初始化函數(shù)），我們通過(guò)cls=type(self)獲取MyClass類，判斷是否第一次實(shí)例化。如果是第一次實(shí)例化，就綁定實(shí)例變量。否則什么都不做.

運(yùn)行效果

我們創(chuàng)建兩個(gè)實(shí)例，來(lái)對(duì)比

>>> instance1 = MyClass(1, 2)
>>> instance2 = MyClass(7, 5)
>>> id(instance1) == id(instance2)
True

>>> instance2.var1
1

可以看到，這兩個(gè)實(shí)例的內(nèi)存地址都相同，而且第一次實(shí)例化后變量已經(jīng)固定了，全局不會(huì)再改變。

這就是單例模式的實(shí)現(xiàn)。

ps：下面看下Python中類方法、__new__方法和__init__方法解析

在編程語(yǔ)言中創(chuàng)建一個(gè)類，有構(gòu)造方法這樣的一個(gè)術(shù)語(yǔ)。而在Python中，通常大家都認(rèn)為_(kāi)_init__是構(gòu)造方法，其實(shí)并不完全等同。在構(gòu)建類中，有一個(gè)特殊的方法__new__，這個(gè)才能等同為構(gòu)造方法。

__new__是一個(gè)類方法，我們?cè)诙x一個(gè)類方法時(shí)需要在函數(shù)前打上@classmethod裝飾器，而__new__不需要，因?yàn)樗?jīng)過(guò)特殊處理。為了理解__new__方法，我們先來(lái)看看類方法是什么。

類方法

class MyClass:

  @classmethod
  def test(cls):
    print(cls.__name__)
    
MyClass.test()
#輸出 MyClass

在MyClass類中，test方法就是類方法，它傳入第一個(gè)參數(shù)為cls，其實(shí)就是MyClass類，打印cls.__name__可以看到結(jié)果。類方法可以直接 類名.方法名()調(diào)用。通常類方法是備選構(gòu)造方法。

類方法的應(yīng)用

>>> from datetime import datetime
>>> datetime.fromtimestamp(324234)
datetime.datetime(1970, 1, 5, 2, 3, 54)

如上所示，內(nèi)置的datetime包中的fromtimestamp就是類方法，可以從多種方式構(gòu)造出datetime對(duì)象。

__new__方法

def __new__(cls, a):
  return super().__new__(cls)

__new__是類方法，所以第一個(gè)參數(shù)也是cls，剩下的參數(shù)就是構(gòu)造方法里需要的參數(shù)了。通常__new__都不需要定義，在元類編程中才需要，它可以控制類的生成過(guò)程。

__new__必須返回一個(gè)實(shí)例（instance），傳入到__init__方法中的self參數(shù)，也就是實(shí)例變量。這里返回父類（object）的__new__方法用來(lái)創(chuàng)建一個(gè)新的實(shí)例。相當(dāng)于

obj = object.__new__(MyClass)
obj = MyClass()

#obj是實(shí)例,上面兩個(gè)方式等同

其中，MyClass是類，obj是實(shí)例（instance）

__init__方法

__new__是構(gòu)造方法，那么__init__就是初始化函數(shù)，它負(fù)責(zé)將變量綁定到實(shí)例中，更新實(shí)例的__dict__字典。其中第一個(gè)參數(shù)self就是__new__的返回值，是類的實(shí)例。__new__方法先于__init__方法執(zhí)行

def __init__(self, a):
  self.a = a

結(jié)合使用

class MyClass:
  def __new__(cls, a):
    return super().__new__(cls)

  def __init__(self, a):
    self.a = a
obj = MyClass(3)
print(obj.a)

要點(diǎn)

1.__new__是構(gòu)造方法，__init__是初始化函數(shù)。
2.__new__通常不需要手動(dòng)定義，一般在元類編程中使用，控制類的生成過(guò)程。
3.__new__第一個(gè)被執(zhí)行，然后執(zhí)行__init__綁定實(shí)例變量。
4.__new__必須有返回值，返回值是該類的實(shí)例，它會(huì)被__init__函數(shù)接收，通常叫做self變量

總結(jié)

以上所述是小編給大家介紹的Python中使用__new__實(shí)現(xiàn)單例模式并解析,希望對(duì)大家有所幫助，如果大家有任何疑問(wèn)請(qǐng)給我留言，小編會(huì)及時(shí)回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對(duì)腳本之家網(wǎng)站的支持！
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