Python中的單例模式

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在python中，我們可以用多種方法來實現單例模式：

　　- 使用模組

　　- 使用__new__

　　- 使用裝飾器

　　- 使用元類（metaclass）

使用模組

　　其實，python的模組就是天然的單例模式，因為模組在第一次匯入時，會產生.pyc檔案，當第二次匯入時，就會直接載入.pyc檔案，而不會再次執行模組代碼。因此我們只需把相關的函數和資料定義在一個模組中，就可以獲得一個單例對象了。

# mysingle.pyclass MySingle:
　　def foo(self):
　　　　pass

sinleton = MySingle()
將上面的代碼儲存在檔案mysingle.py中，然後這樣使用：
from mysingle import sinleton
singleton.foo()

使用__new__

為了使類只能出現一個執行個體，我們可以使用__new__來控制執行個體的建立過程，代碼如下：

class Singleton(object):    def __new__(cls):        # 關鍵在於這，每一次執行個體化的時候，我們都只會返回這同一個instance對象        if not hasattr(cls, ‘instance‘):            cls.instance = super(Singleton, cls).__new__(cls)        return cls.instance obj1 = Singleton()obj2 = Singleton() obj1.attr1 = ‘value1‘print obj1.attr1, obj2.attr1print obj1 is obj2 輸出結果：value1  value1

使用裝飾器：

我們知道，裝飾器可以動態修改一個類或函數的功能。這裡，我們也可以使用裝飾器來裝飾某個類，使其只能產生一個執行個體：

def singleton(cls):    instances = {}    def getinstance(*args,**kwargs):        if cls not in instances:            instances[cls] = cls(*args,**kwargs)        return instances[cls]    return getinstance@singletonclass MyClass:    a = 1c1 = MyClass()c2 = MyClass()print(c1 == c2) # True


在上面，我們定義了一個裝飾器 singleton，它返回了一個內建函式 getinstance，
該函數會判斷某個類是否在字典 instances 中，如果不存在，則會將 cls 作為 key，cls(*args, **kw) 作為 value 存到 instances 中，
否則，直接返回 instances[cls]。

使用metaclass（元類）

元類可以控制類的建立過程，它主要做三件事：

　　- 攔截類的建立

　　- 修改類的定義

　　- 返回修改後的類

使用元類實現單例模式：

class Singleton2(type):    def __init__(self, *args, **kwargs):        self.__instance = None        super(Singleton2,self).__init__(*args, **kwargs)    def __call__(self, *args, **kwargs):        if self.__instance is None:            self.__instance = super(Singleton2,self).__call__(*args, **kwargs)        return self.__instanceclass Foo(object):    __metaclass__ = Singleton2 #在代碼執行到這裡的時候，元類中的__new__方法和__init__方法其實已經被執行了，而不是在Foo執行個體化的時候執行。且僅會執行一次。foo1 = Foo()foo2 = Foo()print (Foo.__dict__)  #_Singleton__instance‘: <__main__.Foo object at 0x100c52f10> 存在一個私人屬性來儲存屬性，而不會汙染Foo類（其實還是會汙染，只是無法直接通過__instance屬性訪問）print (foo1 is foo2)  # True

 

Python中的單例模式