python实现单例模式的三种方式及相关知识解释

python实现单例模式的三种方式及相关知识解释

• 模块模式
• 装饰器模式
• 父类重写new继承

单例模式作为最常用的设计模式,在面试中很可能遇到要求手写.从最近的学习python的经验而言,singleton实现的四种方法都是python的重要特征,反过来也刚好是几种特征的最佳实现.(比如你平常开发中很难遇到几个需要写元类的地方)如果不能随手写出某种实现,说明你对于那种实现的概念还没有完全掌握.最近场通过写装饰器模式的singleton来复习装饰器概念.

1. module实现

#模块实现
from Singleton import instance

instance

<Singleton.Singleton at 0x19cf6691240>

#Singleton.py
class Singleton(object):
pass

instance = Singleton()

知识点关联 

python导入模块时即将模块运行一遍,可定义__all__变量指定那些变量可以被外部引用

2. 装饰器实现

#decorator装饰器实现
def Singleton(cls):
    #instance作为字典变量写在外部,可以保证该装饰器的重用性
    _instances = {}
    def getinstance(*arg,**kwarg):
        if cls not in _instances:
            _instances[cls] = cls(*arg,**kwarg)
        return _instances[cls]
    return getinstance

@Singleton
class A(object):
    pass

a = A()
b = A()

print(id(a))  #2268820031976 
print(id(b))　 #2268820031976

a is b

True

A.__name__

'getinstance'

从学习过程来看,装饰器学习的要点在于理解at语法等于一次A = Singleton(A).装饰过后A.__name__查看可以发现已经变成getinstance,在装饰器的getinstance之前使用functool.wrap可以解决问题.　　

3. 父类继承实现

#父类重写__new__
class Singleton(object):
    _instance = None
    def __new__(cls,*arg,**kwarg):
        if not cls._instance:
            cls._instance = super(Singleton,cls).__new__(cls, *arg, **kwarg)
        return cls._instance
class A(Singleton): 
　　　pass

通过这个例子可以了解到父类都可以做些什么,无非是提前定义变量和函数.通过重写__new__函数,改变了A类别创建实例的过程.
推广开来的话,基本上本文的四个例子都是在”改变创建实例的过程”.包括JAVA中实现单例的几种方法也是同个道理.记住了这一点,知识便有了线索,就算下次忘了细节,也能沿着线索重新回忆所学过的内容.
将程序设计的思想应用到学习过程中,从例子中抽象得出原理,可以提高学习效率.