python使用new实现单例模式创建对象

朱雀 2021-12-18 20:31 173阅读 0赞

## 01. 单例设计模式 ##

*  设计模式
    
     *  **设计模式** 是 **前人工作的总结和提炼**，通常，被人们广泛流传的设计模式都是针对 **某一特定问题** 的成熟的解决方案
     *  使用 **设计模式** 是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性
 *  单例设计模式
    
     *  **目的** —— 让 **类** 创建的对象，在系统中 **只有** **唯一的一个实例**
     *  每一次执行 `类名()` 返回的对象，**内存地址是相同的**

### 单例设计模式的应用场景 ###

*  **音乐播放** 对象
 *  **回收站** 对象
 *  **打印机** 对象
 *  ……

## 02. `__new__` 方法 ##

*  使用 **类名()** 创建对象时，`Python` 的解释器 **首先** 会 调用 `__new__` 方法为对象 **分配空间**
 *  `__new__` 是一个 由 `object` 基类提供的 **内置的静态方法**，主要作用有两个：
    
     *  1) 在内存中为对象 **分配空间**
     *  2) **返回** 对象的引用
 *  `Python` 的解释器获得对象的 **引用** 后，将引用作为 **第一个参数**，传递给 `__init__` 方法

> 重写 `__new__` 方法 的代码非常固定！

*  **重写 `__new__` 方法 一定要 `return super().__new__(cls)。如果类只继承了object类，也可以换成object.__new__(cls),不推荐这种写法。`**
 *  否则 Python 的解释器 **得不到** 分配了空间的 **对象引用**，**就不会调用对象的初始化方法**
 *  注意：`__new__` 是一个静态方法（可以参考源码发现），在调用时需要 **主动传递** `cls` 参数

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**示例代码**

class MusicPlayer(object):
    
        def __new__(cls, *args, **kwargs):
            # 如果不返回任何结果，
            return super().__new__(cls)
    
        def __init__(self):
            print("初始化音乐播放对象")
    
    player = MusicPlayer()
    
    print(player)

## 03. Python 中的单例 ##

*  **单例** —— 让 **类** 创建的对象，在系统中 **只有** **唯一的一个实例**
    
    1.  定义一个 **类属性**，初始值是 `None`，用于记录 **单例对象的引用**
    2.  重写 `__new__` 方法
    3.  如果 **类属性** `is None`，调用父类方法分配空间，并在类属性中记录结果
    4.  返回 **类属性** 中记录的 **对象引用**

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class MusicPlayer(object):
    
        # 定义类属性记录单例对象引用
        instance = None
    
        def __new__(cls, *args, **kwargs):
    
            # 1. 判断类属性是否已经被赋值
            if cls.instance is None:
                cls.instance = super().__new__(cls)
    
            # 2. 返回类属性的单例引用
            return cls.instance

### 只执行一次初始化工作 ###

*  在每次使用 `类名()` 创建对象时，`Python` 的解释器都会自动调用两个方法：
    
     *  `__new__` 分配空间
     *  `__init__` 对象初始化
 *  在上一小节对 `__new__` 方法改造之后，每次都会得到 **第一次被创建对象的引用**
 *  但是：**初始化方法还会被再次调用**

**需求**

*  让 **初始化动作** 只被 **执行一次**

**解决办法**

1.  定义一个类属性 `init_flag` 标记是否 **执行过初始化动作**，初始值为 `False`
2.  在 `__init__` 方法中，判断 `init_flag`，如果为 `False` 就执行初始化动作
3.  然后将 `init_flag` 设置为 `True`
4.  这样，再次 **自动** 调用 `__init__` 方法时，**初始化动作就不会被再次执行** 了

class MusicPlayer(object):
    
        # 记录第一个被创建对象的引用
        instance = None
        # 记录是否执行过初始化动作
        init_flag = False
    
        def __new__(cls, *args, **kwargs):
    
            # 1. 判断类属性是否是空对象
            if cls.instance is None:
                # 2. 调用父类的方法，为第一个对象分配空间
                cls.instance = super().__new__(cls)
    
            # 3. 返回类属性保存的对象引用
            return cls.instance
    
        def __init__(self):
    
            if not MusicPlayer.init_flag:
                print("初始化音乐播放器")
    
                MusicPlayer.init_flag = True
    
    
    # 创建多个对象
    player1 = MusicPlayer()
    print(player1)
    
    player2 = MusicPlayer()
    print(player2)

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