Python中使用__new__实现单例模式并解析


Posted in Python onJune 25, 2019

单例模式是一个经典设计模式,简要的说,一个类的单例模式就是它只能被实例化一次,实例变量在第一次实例化时就已经固定。

 在Python中常见的单例模式有None,这就是一个很典型的设计,通常使用 if xxx is None或者if xxx is not None来比较运算。

Python实现单例模式

代码如下:

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,我创建了一个MyClass的类,定义了两个类变量,第一个是_instance,它负责保存该类创建的实例。第二个是_first_init,它是一个布尔值,保存是否为第一次实例化该类。

在__new__方法中(构造函数),判断是否存在_instance这个类变量,如果之前已经实例化了,直接返回。如果是第一次实例化,就会为_instance类变量绑定实例,使用super().__new__(cls)创建实例,即调用父类object.__new__(MyClass)创建实例。

在__init__方法中(初始化函数),我们通过cls=type(self)获取MyClass类,判断是否第一次实例化。如果是第一次实例化,就绑定实例变量。否则什么都不做.

运行效果

我们创建两个实例,来对比

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

>>> instance2.var1
1

可以看到,这两个实例的内存地址都相同,而且第一次实例化后变量已经固定了,全局不会再改变。

这就是单例模式的实现。

ps:下面看下Python中类方法、__new__方法和__init__方法解析

在编程语言中创建一个类,有构造方法这样的一个术语。而在Python中,通常大家都认为__init__是构造方法,其实并不完全等同。在构建类中,有一个特殊的方法__new__,这个才能等同为构造方法。

__new__是一个类方法,我们在定义一个类方法时需要在函数前打上@classmethod装饰器,而__new__不需要,因为它经过特殊处理。为了理解__new__方法,我们先来看看类方法是什么。

类方法

class MyClass:

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

在MyClass类中,test方法就是类方法,它传入第一个参数为cls,其实就是MyClass类,打印cls.__name__可以看到结果。类方法可以直接 类名.方法名()调用。通常类方法是备选构造方法。

类方法的应用

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

如上所示,内置的datetime包中的fromtimestamp就是类方法,可以从多种方式构造出datetime对象。

__new__方法

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

__new__是类方法,所以第一个参数也是cls,剩下的参数就是构造方法里需要的参数了。通常__new__都不需要定义,在元类编程中才需要,它可以控制类的生成过程。

__new__必须返回一个实例(instance),传入到__init__方法中的self参数,也就是实例变量。这里返回父类(object)的__new__方法用来创建一个新的实例。相当于

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

#obj是实例,上面两个方式等同

其中,MyClass是类,obj是实例(instance)

__init__方法

__new__是构造方法,那么__init__就是初始化函数,它负责将变量绑定到实例中,更新实例的__dict__字典。其中第一个参数self就是__new__的返回值,是类的实例。__new__方法先于__init__方法执行

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

结合使用

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

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

要点

1.__new__是构造方法,__init__是初始化函数。
2.__new__通常不需要手动定义,一般在元类编程中使用,控制类的生成过程。
3.__new__第一个被执行,然后执行__init__绑定实例变量。
4.__new__必须有返回值,返回值是该类的实例,它会被__init__函数接收,通常叫做self变量

总结

以上所述是小编给大家介绍的Python中使用__new__实现单例模式并解析,希望对大家有所帮助,如果大家有任何疑问请给我留言,小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对三水点靠木网站的支持!
如果你觉得本文对你有帮助,欢迎转载,烦请注明出处,谢谢!

Python 相关文章推荐
Python实现冒泡,插入,选择排序简单实例
Aug 18 Python
Python操作Excel之xlsx文件
Mar 24 Python
使用python在本地电脑上快速处理数据
Jun 22 Python
Python进度条实时显示处理进度的示例代码
Jan 30 Python
Python实现识别图片内容的方法分析
Jul 11 Python
Linux下python3.6.1环境配置教程
Sep 26 Python
python logging日志模块原理及操作解析
Oct 12 Python
Python操作列表常用方法实例小结【创建、遍历、统计、切片等】
Oct 25 Python
在pytorch 中计算精度、回归率、F1 score等指标的实例
Jan 18 Python
Python figure参数及subplot子图绘制代码
Apr 18 Python
用ldap作为django后端用户登录验证的实现
Dec 07 Python
Python基本知识点总结
Apr 07 Python
pyQt5实时刷新界面的示例
Jun 25 #Python
Pandas之MultiIndex对象的示例详解
Jun 25 #Python
Python+threading模块对单个接口进行并发测试
Jun 25 #Python
python简单鼠标自动点击某区域的实例
Jun 25 #Python
详解pandas删除缺失数据(pd.dropna()方法)
Jun 25 #Python
python命令行参数用法实例分析
Jun 25 #Python
PyQt5重写QComboBox的鼠标点击事件方法
Jun 25 #Python
You might like
PHP高级OOP技术演示
2009/08/27 PHP
json的键名为数字时的调用方式(示例代码)
2013/11/15 PHP
一个简洁实用的PHP缓存类完整实例
2014/07/26 PHP
php通过修改header强制图片下载的方法
2015/03/24 PHP
PHP中4种常用的抓取网络数据方法
2015/06/04 PHP
php 参数过滤、数据过滤详解
2015/10/26 PHP
jQuery textarea的长度进行验证
2009/05/06 Javascript
Mootools 1.2教程 输入过滤第二部分(字符串)
2009/09/15 Javascript
jquery tab插件制作实现代码
2010/06/22 Javascript
jquery实现可拖动DIV自定义保存到数据的实例
2013/11/20 Javascript
基于jQuery创建鼠标悬停效果的方法
2015/03/07 Javascript
在JavaScript中操作时间之getUTCDate()方法的使用
2015/06/10 Javascript
基于jQuery实现仿百度首页换肤背景图片切换代码
2015/08/25 Javascript
Bootstrap复选框和单选按钮美化插件(推荐)
2016/11/23 Javascript
使用JavaScript判断用户输入的是否为正整数(两种方法)
2017/02/05 Javascript
vue-axios使用详解
2017/05/10 Javascript
JavaScript设计模式之模板方法模式原理与用法示例
2018/08/07 Javascript
vue如何进行动画的封装
2018/09/26 Javascript
关于vue的npm run dev和npm run build的区别介绍
2019/01/14 Javascript
基于Node的Axure文件在线预览的实现代码
2019/08/28 Javascript
使用webpack将ES6转化ES5的实现方法
2019/10/13 Javascript
JavaScript canvas绘制折线图
2020/02/18 Javascript
vue-router 2.0 跳转之router.push()用法说明
2020/08/12 Javascript
原生JavaScript实现留言板
2021/01/10 Javascript
Python3实现并发检验代理池地址的方法
2016/09/18 Python
浅谈python中的数字类型与处理工具
2017/08/02 Python
Python实现学校管理系统
2018/01/11 Python
Python 读取位于包中的数据文件
2020/08/07 Python
浅析Python中字符串的intern机制
2020/10/03 Python
div或img图片高度随宽度自适应的方法
2020/02/06 HTML / CSS
西班牙创意礼品和小工具网上商店:Curiosite
2016/07/26 全球购物
澳大利亚婴儿喂养品牌:Cherub Baby
2018/11/01 全球购物
烈士陵园观后感
2015/06/08 职场文书
2015年国庆晚会主持词
2015/07/01 职场文书
八年级作文之我的母亲
2019/12/10 职场文书
蓝牙耳机怎么连接电脑win11? Win11蓝牙耳机连接电脑的技巧
2023/01/09 数码科技