单例设计模式

目标：

1. 单例设计模式
2. __new__方法
3. 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解释器会先调用__new__方法为对象分配空间，再调用__init__()方法初始化对象
• __new__是由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

• class MusicPlayer(object):
      def __new__(cls, *args, **kwargs):
          print("创建对象，分配空间")
  
      def __init__(self):
          print("初始化对象")
  
  player = MusicPlayer()
  print(player)
  '''
  运行结果：
  创建对象，分配空间  ：可以看出在实例化对象时，先调用了new方法为对象开辟空间
  None    ：因为重写了new方法，而new方法需要将对象的地址传递给init,
            重写时并没有做，所以没有进行初始化
  '''

• 重写__new__方法的代码非常的固定

1. 1. 一定要  return super().__new__(cls)
   2. 否则Python解释器得不到分配了空间的引用，就不会调用对象的初始化方法
   3. 注意：__new__是一个静态方法，在调用时需要主动传递cls参数
   • 

   • class MusicPlayer(object):
         def __new__(cls, *args, **kwargs):
             #创建对象时，new方法会自动被调用
             print("创建对象，分配空间")
             #为对象分配空间
             instance = super().__new__(cls)
             #返回对象的引用
             return instance
         def __init__(self):
             print("初始化对象")
     
     player = MusicPlayer()
     print(player)
     '''
     运行结果：
     创建对象，分配空间
     初始化对象
     <__main__.MusicPlayer object at 0x000001DC63B9FF10>
     '''

• 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
  • 

• #单例设计模式
  class MusicPlayer(object):
      instance = None     #记录对象的地址
      def __new__(cls, *args, **kwargs):
          #判断对象是否为空，如果为空，就为其分配地址
          if cls.instance is None:
              #为对象分配空间
              cls.instance = super().__new__(cls)
              #返回对象的引用
              return cls.instance
          #如果部位空，就返回第一个对象的地址
          else:
              return cls.instance
      def __init__(self):
          pass
  
  player_1 = MusicPlayer()    #<__main__.MusicPlayer object at 0x00000282C8B7FDF0>
  print(player_1)
  
  player_2 = MusicPlayer()    #<__main__.MusicPlayer object at 0x00000282C8B7FDF0>
  print(player_2)

• 只执行一次初始化动作
• 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，再次调用__init__方法时，初始化动作就不会被执行了

• #初始化动作只执行一次
  class MusicPlayer(object):
      instance = None     #记录对象的地址
      init_flag = False   #标记是否执行过初始化动作
      def __new__(cls, *args, **kwargs):
          #判断对象是否为空，如果为空，就为其分配地址
          if cls.instance is None:
              #为对象分配空间
              cls.instance = super().__new__(cls)
              #返回对象的引用
              return cls.instance
          #如果部位空，就返回第一个对象的地址
          else:
              return cls.instance
      def __init__(self):
          #判断初始化动作是否执行过
          if MusicPlayer.init_flag:
              return
          #如果没有执行过，那么执行初始化动作
          print("初始化播放器")
          #修改类属性（init_flag）的标记
          MusicPlayer.init_flag = True
  
  player_1 = MusicPlayer()    #<__main__.MusicPlayer object at 0x00000282C8B7FDF0>
  print(player_1)
  player_2 = MusicPlayer()    #<__main__.MusicPlayer object at 0x00000282C8B7FDF0>
  print(player_2)
  player_3 = MusicPlayer()    #<__main__.MusicPlayer object at 0x00000282C8B7FDF0>
  print(player_3)
  '''
  运行结果：
  初始化播放器
  <__main__.MusicPlayer object at 0x0000029ECB252F10>
  <__main__.MusicPlayer object at 0x0000029ECB252F10>
  <__main__.MusicPlayer object at 0x0000029ECB252F10>
  '''