常見的在Python中實現單例模式的三種方法

單例模式是一種常用的軟體設計模式。在它的核心結構中只包含一個被稱為單例類的特殊類。通過單例模式可以保證系統中一個類只有一個執行個體而且該執行個體易於外界訪問，從而方便對執行個體個數的控制並節約系統資源。如果希望在系統中某個類的對象只能存在一個，單例模式是最好的解決方案。

單例模式的要點有三個；一是某個類只能有一個執行個體；二是它必須自行建立這個執行個體；三是它必須自行向整個系統提供這個執行個體。在Python中，單例模式有以下幾種實現方式。

方法一、實現__new__方法，然後將類的一個執行個體綁定到類變數_instance上；如果cls._instance為None，則說明該類還沒有被執行個體化過，new一個該類的執行個體，並返回；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print id(one)  # 29097904print id(two)  # 29097904print one == two  # Trueprint one is two  # True

方法二、本質上是方法一的升級版，使用__metaclass__（元類）的進階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)  # 31495472print id(two)  # 31495472print one == two  # Trueprint one is two  # True

方法三、使用Python的裝飾器(decorator)實現單例模式，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 @singletonclass MyClass3(object):  a = 1 one = MyClass3()two = MyClass3() print id(one)  # 29660784print id(two)  # 29660784print one == two  # Trueprint one is two  # True

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