Python中使用__new__實現單例模式并解析

單例模式是一個經典設計模式，簡要的說，一個類的單例模式就是它只能被實例化一次，實例變量在第一次實例化時就已經固定。

 在Python中常見的單例模式有None，這就是一個很典型的設計，通常使用 if xxx is None或者if xxx is not None來比較運算。

Python實現單例模式

代碼如下：

class MyClass:
  _instance = None 
  _first_init = False 
  def __new__(cls, *args, **kwargs):
    if not cls._instance:
      cls._instance = super().__new__(cls)
    return cls._instance
  def __init__(self, var1, var2):
    cls = type(self)
    if not cls._first_init:
      self.var1 = var1
      self.var2 = var2
      cls._first_init = True

如上所示，我創建了一個MyClass的類，定義了兩個類變量，第一個是_instance，它負責保存該類創建的實例。第二個是_first_init，它是一個布爾值，保存是否為第一次實例化該類。

在__new__方法中（構造函數），判斷是否存在_instance這個類變量，如果之前已經實例化了，直接返回。如果是第一次實例化，就會為_instance類變量綁定實例，使用super().__new__(cls)創建實例，即調用父類object.__new__(MyClass)創建實例。

在__init__方法中（初始化函數），我們通過cls=type(self)獲取MyClass類，判斷是否第一次實例化。如果是第一次實例化，就綁定實例變量。否則什么都不做.

運行效果

我們創建兩個實例，來對比

>>> instance1 = MyClass(1, 2)
>>> instance2 = MyClass(7, 5)
>>> id(instance1) == id(instance2)
True

>>> instance2.var1
1

可以看到，這兩個實例的內存地址都相同，而且第一次實例化后變量已經固定了，全局不會再改變。

這就是單例模式的實現。

ps：下面看下Python中類方法、__new__方法和__init__方法解析

在編程語言中創建一個類，有構造方法這樣的一個術語。而在Python中，通常大家都認為__init__是構造方法，其實并不完全等同。在構建類中，有一個特殊的方法__new__，這個才能等同為構造方法。

__new__是一個類方法，我們在定義一個類方法時需要在函數前打上@classmethod裝飾器，而__new__不需要，因為它經過特殊處理。為了理解__new__方法，我們先來看看類方法是什么。

類方法

class MyClass:

  @classmethod
  def test(cls):
    print(cls.__name__)
    
MyClass.test()
#輸出 MyClass

在MyClass類中，test方法就是類方法，它傳入第一個參數為cls，其實就是MyClass類，打印cls.__name__可以看到結果。類方法可以直接 類名.方法名()調用。通常類方法是備選構造方法。

類方法的應用

>>> from datetime import datetime
>>> datetime.fromtimestamp(324234)
datetime.datetime(1970, 1, 5, 2, 3, 54)

如上所示，內置的datetime包中的fromtimestamp就是類方法，可以從多種方式構造出datetime對象。

__new__方法

def __new__(cls, a):
  return super().__new__(cls)

__new__是類方法，所以第一個參數也是cls，剩下的參數就是構造方法里需要的參數了。通常__new__都不需要定義，在元類編程中才需要，它可以控制類的生成過程。

__new__必須返回一個實例（instance），傳入到__init__方法中的self參數，也就是實例變量。這里返回父類（object）的__new__方法用來創建一個新的實例。相當于

obj = object.__new__(MyClass)
obj = MyClass()

#obj是實例,上面兩個方式等同

其中，MyClass是類，obj是實例（instance）

__init__方法

__new__是構造方法，那么__init__就是初始化函數，它負責將變量綁定到實例中，更新實例的__dict__字典。其中第一個參數self就是__new__的返回值，是類的實例。__new__方法先于__init__方法執行

def __init__(self, a):
  self.a = a

結合使用

class MyClass:
  def __new__(cls, a):
    return super().__new__(cls)

  def __init__(self, a):
    self.a = a
obj = MyClass(3)
print(obj.a)

要點

1.__new__是構造方法，__init__是初始化函數。
2.__new__通常不需要手動定義，一般在元類編程中使用，控制類的生成過程。
3.__new__第一個被執行，然后執行__init__綁定實例變量。
4.__new__必須有返回值，返回值是該類的實例，它會被__init__函數接收，通常叫做self變量

總結

以上所述是小編給大家介紹的Python中使用__new__實現單例模式并解析,希望對大家有所幫助，如果大家有任何疑問請給我留言，小編會及時回復大家的。在此也非常感謝大家對億速云網站的支持！
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