单例
目标
- 单例设计模式
__new__方法- Python 中的单例
01. 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
- ……
02. __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
我们之所以要学习__new__方法，就是为了改变分配空间的方法，让用这个类创建实例时，无论执行多少次，在内存中永远只会创建一个对象的实例。达到单例设计模式的目的。
class MusicPlay(object):
# 记录第一个被创建对象的引用
instance = None
def __new__(cls, *args, **kwargs):
# 1、判断是否分配了内存空间
if cls.instance is None:
# 2、调用父类方法，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
play1 = MusicPlay()
print(play1)
play2 = MusicPlay()
print(play2)
输出
<__main__.MusicPlay object at 0x0390EC90> <__main__.MusicPlay object at 0x0390EC90>
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
- 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 - 在
__init__方法中，判断init_flag，如果为False就执行初始化动作 - 然后将
init_flag设置为True - 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 MusicPlay(object):
# 记录第一个被创建对象的引用
instance = None
# 判断是否执行过初始化动作
init_flag = False
def __init__(self):
if not MusicPlay.init_flag:
MusicPlay.init_flag = True
print("初始化播放器")
else:
# print("不初始化播放器")
pass
def __new__(cls, *args, **kwargs):
# 1、判断是否分配了内存空间
if cls.instance is None:
# 2、调用父类方法，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
play1 = MusicPlay()
print(play1)
play2 = MusicPlay()
print(play2)
异常处理
try:
# 尝试执行的代码
pass
except 错误类型1:
# 针对错误类型1，对应的代码处理
pass
except 错误类型2:
# 针对错误类型2，对应的代码处理
pass
except (错误类型3, 错误类型4):
# 针对错误类型3 和 4，对应的代码处理
pass
except Exception as result:
# 打印错误信息
print(result)
else:
# 没有异常才会执行的代码
pass
finally:
# 无论是否有异常，都会执行的代码
print("无论是否有异常，都会执行的代码")
异常的传递
- 异常的传递 —— 当 函数/方法 执行 出现异常，会 将异常传递 给 函数/方法 的 调用一方
- 如果 传递到主程序，仍然 没有异常处理，程序才会被终止
提示
- 在开发中，可以在主函数中增加 异常捕获
- 而在主函数中调用的其他函数，只要出现异常，都会传递到主函数的 异常捕获 中
- 这样就不需要在代码中，增加大量的 异常捕获，能够保证代码的整洁
def demo1():
return int(input("请输入一个整数："))
def demo2():
return demo1()
try:
print(demo2())
except ValueError:
print("请输入正确的整数")
except Exception as result:
print("未知错误 %s" % result)
抛出异常
Python中提供了一个Exception异常类- 在开发时，如果满足 特定业务需求时，希望 抛出异常，可以：
- 创建 一个
Exception的 对象 - 使用
raise关键字 抛出 异常对象
__name__ 属性
__name__属性可以做到，测试模块的代码 只在测试情况下被运行，而在 被导入时不会被执行！
__name__是Python的一个内置属性，记录着一个 字符串- 如果 是被其他文件导入的，
__name__就是 模块名 - 如果 是当前执行的程序
__name__是__main__
操作文件的函数/方法
- 在
Python中要操作文件需要记住 1 个函数和 3 个方法
| 序号 | 函数/方法 | 说明 |
|---|---|---|
| 01 | open | 打开文件，并且返回文件操作对象 |
| 02 | read | 将文件内容读取到内存 |
| 03 | write | 将指定内容写入文件 |
| 04 | close | 关闭文件 |
open函数负责打开文件，并且返回文件对象read/write/close三个方法都需要通过 文件对象 来调用
注意：read 方法执行后，会把 文件指针 移动到 文件的末尾
文件指针（知道）
- 文件指针 标记 从哪个位置开始读取数据
- 第一次打开 文件时，通常 文件指针会指向文件的开始位置
- 当执行了
read方法后，文件指针 会移动到 读取内容的末尾- 默认情况下会移动到 文件末尾
思考
- 如果执行了一次
read方法，读取了所有内容，那么再次调用read方法，还能够获得到内容吗？
答案
- 不能
- 第一次读取之后，文件指针移动到了文件末尾，再次调用不会读取到任何的内容
打开文件的方式
open函数默认以 只读方式 打开文件，并且返回文件对象
语法如下：
f = open("文件名", "访问方式")
| 访问方式 | 说明 |
|---|---|
| r | 以只读方式打开文件。文件的指针将会放在文件的开头，这是默认模式。如果文件不存在，抛出异常 |
| w | 以只写方式打开文件。如果文件存在会被覆盖。如果文件不存在，创建新文件 |
| a | 以追加方式打开文件。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。如果文件不存在，创建新文件进行写入 |
| r+ | 以读写方式打开文件。文件的指针将会放在文件的开头。如果文件不存在，抛出异常 |
| w+ | 以读写方式打开文件。如果文件存在会被覆盖。如果文件不存在，创建新文件 |
| a+ | 以读写方式打开文件。如果该文件已存在，文件指针将会放在文件的结尾。如果文件不存在，创建新文件进行写入 |
按行读取文件内容
read方法默认会把文件的 所有内容 一次性读取到内存- 如果文件太大，对内存的占用会非常严重
readline 方法
readline方法可以一次读取一行内容- 方法执行后，会把 文件指针 移动到下一行，准备再次读取
读取大文件的正确姿势
# 打开文件
file = open("README")
while True:
# 读取一行内容
text = file.readline()
# 判断是否读到内容
if not text:
break
# 每读取一行的末尾已经有了一个 `
`
print(text, end="")
# 关闭文件
file.close()
文件读写案例 —— 复制文件
小文件复制
- 打开一个已有文件，读取完整内容，并写入到另外一个文件
# 1. 打开文件
file_read = open("README")
file_write = open("README[复件]", "w")
# 2. 读取并写入文件
text = file_read.read()
file_write.write(text)
# 3. 关闭文件
file_read.close()
file_write.close()
大文件复制
- 打开一个已有文件，逐行读取内容，并顺序写入到另外一个文件
# 1. 打开文件
file_read = open("README")
file_write = open("README[复件]", "w")
# 2. 读取并写入文件
while True:
# 每次读取一行
text = file_read.readline()
# 判断是否读取到内容
if not text:
break
file_write.write(text)
# 3. 关闭文件
file_read.close()
file_write.close()
文件/目录的常用管理操作
- 在 终端 / 文件浏览器、 中可以执行常规的 文件 / 目录 管理操作，例如：
- 创建、重命名、删除、改变路径、查看目录内容、……
- 在
Python中，如果希望通过程序实现上述功能，需要导入os模块
文件操作
| 序号 | 方法名 | 说明 | 示例 |
|---|---|---|---|
| 01 | rename | 重命名文件 | os.rename(源文件名, 目标文件名) |
| 02 | remove | 删除文件 | os.remove(文件名) |
目录操作
| 序号 | 方法名 | 说明 | 示例 |
|---|---|---|---|
| 01 | listdir | 目录列表 | os.listdir(目录名) |
| 02 | mkdir | 创建目录 | os.mkdir(目录名) |
| 03 | rmdir | 删除目录 | os.rmdir(目录名) |
| 04 | getcwd | 获取当前目录 | os.getcwd() |
| 05 | chdir | 修改工作目录 | os.chdir(目标目录) |
| 06 | path.isdir | 判断是否是文件 | os.path.isdir(文件路径) |
提示：文件或者目录操作都支持 相对路径 和 绝对路径
unicode 字符串
- 在
Python 2.x中，即使指定了文件使用UTF-8的编码格式，但是在遍历字符串时，仍然会 以字节为单位遍历 字符串 - 要能够 正确的遍历字符串，在定义字符串时，需要 在字符串的引号前，增加一个小写字母
u，告诉解释器这是一个unicode字符串（使用UTF-8编码格式的字符串）
# *-* coding:utf8 *-*
# 在字符串前，增加一个 `u` 表示这个字符串是一个 utf8 字符串
hello_str = u"你好世界"
print(hello_str)
for c in hello_str:
print(c)
eval 函数
eval() 函数十分强大 —— 将字符串 当成 有效的表达式 来求值 并 返回计算结果
# 基本的数学计算
In [1]: eval("1 + 1")
Out[1]: 2
# 字符串重复
In [2]: eval("'*' * 10")
Out[2]: '**********'
# 将字符串转换成列表
In [3]: type(eval("[1, 2, 3, 4, 5]"))
Out[3]: list
# 将字符串转换成字典
In [4]: type(eval("{'name': 'xiaoming', 'age': 18}"))
Out[4]: dict
不要滥用 eval
在开发时千万不要使用
eval直接转换input的结果
__import__('os').system('ls')
- 等价代码
import os
os.system("终端命令")