10-单例

目标

• 单例设计模式
• new 方法
• Python 中的单例

1. 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
• ……

2. 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)
• 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，在调用时需要 主动传递 cls 参数

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)

3. 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


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)