python單例基類,python的單例

本文目錄一覽：

• 1、怎麼理解python單例模式
• 2、Python中的單例模式的幾種實現方式的及優化
• 3、Python類的設計中，基類的作用是什麼？
• 4、Python如何實現單例模式

怎麼理解python單例模式

在聊這之前我們首先要明確的是，單例模式在實際中的意義以及在python中具有實現的價值？

當前，相信有很多人支持單例模式，也有不少人反對，尤其是在python中，目前依舊具有很大的爭議性。我們要在評論之前首先要了解單例模式

什麼是單例模式？

顧名思義：就是單個模式

單例模式是一種常見的軟件設置模式，在它的核心結構中只包含一個被稱為單例類的特殊類，通過單例模式可以保證系統中的一個類只有一個實例而且該實例易於外界訪問，從而方便對實例個數的控制並節約系統資源。如果希望在系統中某個對象只能存在一個，單例模式是最好的解決方案。

單例模式的要點有三類

某個類只能有一個實例

它必須創建這個實例

它必須自行向整個系統提供這個實例

但是從具體角度實現來說的話，又可以分為三點

單例模式的類只能提供私有的構造函數

類定義中含有一個該類的靜態私有對象

該類提供了一個靜態的共有的函數用於創建或獲取它本身的靜態私有對象

一、實例控制

單例模式會阻止其他對象實例化其自己的單例對象的副本，從而確保所有對象都訪問唯一實例。

二、靈活性

因為類控制了實例化過程，所以類可以靈活更改實例化過程。

缺點：

一、開銷

雖然數量很少，但如果每次對象請求引用時都要檢查是否存在類的實例，將仍然需要一些開銷。可以通過使用靜態初始化解決此問題。

二、可能的開發混淆

使用單例對象（尤其在類庫中定義的對象）時，開發人員必須記住自己不能使用 new關鍵字實例化對象。因為可能無法訪問庫源代碼，因此應用程序開發人員可能會意外發現自己無法直接實例化此類。

三、對象生存期

不能解決刪除單個對象的問題。在提供內存管理的語言中（例如基於.NET Framework的語言），只有單例類能夠導致實例被取消分配，因為它包含對該實例的私有引用。在某些語言中（如 C++），其他類可以刪除對象實例，但這樣會導致單例類中出現懸浮引用。

常用幾種方式

通過面向的特性，簡單的構造出單例模式

123456789101112131415   # ########### 單例類定義 ###########class Foo(object):      __instance = None      @staticmethod    def singleton():        if Foo.__instance:            return Foo.__instance        else:            Foo.__instance = Foo()            return Foo.__instance  # ########### 獲取實例 ###########obj = Foo.singleton()   

當用於WEB界面時，單例模式的簡單運用

 web 單例模式

不過我們需要注意的是：

特殊方法__new__是一個元構造程序，每當一個對象必須被factory類實例化時，就將調用它。__new__方法必須返回一個類的實例，因此它可以在對象創建之前或之後修改類。

因為__init__在子類中不會被隱式調用，所以__new__可以用來確定已經在整個類層次完成了初始化構造。__new__是對於對象狀態隱式初始化需求的回應，使得可以在比__init__更低的一個層次上定義一個初始化，這個初始化總是會被調用。

與__init__()相比__new__()方法更像一個真正的構造器。隨着類和類型的統一，用戶可以對內建類型進行派生，因此需要一種途徑來實例化不可變對象，比如派生字符串，在這種情況下解釋器則調用類的__new__（）方法，一個靜態方法，並且傳入的參數是在類實例化操作時生成的。__new__()會調用父類的__new__()來創建對象（向上代理）

·__new__必須返回一個合法的實例，這樣解釋器在調用__init__()時，就可以吧這個實例作為self傳給他。調用父類的__new__（）來創建對象，正向其他語言使用new關鍵字一樣

總結

單利模式存在的目的是保證當前內存中僅存在單個實例，避免內存浪費！！！

Python中的單例模式的幾種實現方式的及優化

單例模式就是 ： 1、類的構造函數為private，即外部程序不能通過new關鍵字創建對象的實例 2、類中提供一個private static的 類變量引用 ； 3、單例類中提供靜態方法 定義為 public static 的方法獲取一個類的實例 ； 4、靜態方法返回 類的引用，…

Python類的設計中，基類的作用是什麼？

1.基類簡化了程序，使得程序的累贅部分減少，使程序簡潔。

比如，在不用基類的情況下，程序中你要設計一個鴨子類和一個鵝類，他們的成員變量都有頭，羽毛，雙腳，成員函數有喊叫，飛行等，那麼你每寫一個類都得重寫一下。如果有個基類是鳥類，那麼鴨子類和鵝類直接繼承這個基類，然後把他們獨有的特徵加進類裏面就行了。

2.易於派生出其他類。

Python如何實現單例模式

有些時候你的項目中難免需要一些全局唯一的對象,這些對象大多是一些工具性的東西,在Python中實現單例模式並不是什麼難事。以下總結幾種方法:

使用類裝飾器

使用裝飾器實現單例類的時候,類本身並不知道自己是單例的,所以寫代碼的人可以不care這個,只要正常寫自己的類的實現就可以,類的單例有裝飾器保證。

def singleton(cls):

instances = {}

def _wrapper(*args, **kwargs):

if cls not in instances:

instances[cls] = cls(*args, **kwargs)

return instances[cls]

return _wrapper

你會發現singleton裝飾器內部使用了一個dict。當然你也可以用其他的方式,不過以下的實現是錯誤的:

def singleton(cls):

_instance = None #外部作用域的引用對於嵌套的內部作用域是只讀的

def _wrapper(*args, **kwargs):

if _instance is None: #解釋器會拋出”UnboundLocalError: …referenced before assignment”

_instance = cls(*args, **kwargs) #賦值行為使解釋器將”_instance”看作局部變量

return _instance

return _wrapper

使用元類(__metaclass__)和可調用對象(__call__)

Python的對象系統中一些皆對象,類也不例外,可以稱之為」類型對象」,比較繞,但仔細思考也不難:類本身也是一種對象,只不過這種對象很特殊,它表示某一種類型。是對象,那必然是實例化來的,那麼誰實例化後是這種類型對象呢?也就是元類。

Python中,class關鍵字表示定義一個類對象,此時解釋器會按一定規則尋找__metaclass__,如果找到了,就調用對應的元類實現來實例化該類對象;沒找到,就會調用type元類來實例化該類對象。

__call__是Python的魔術方法,Python的面向對象是」Duck type」的,意味着對象的行為可以通過實現協議來實現,可以看作是一種特殊的接口形式。某個類實現了__call__方法意味着該類的對象是可調用的,可以想像函數調用的樣子。再考慮一下foo=Foo()這種實例化的形式,是不是很像啊。結合元類的概念,可以看出,Foo類是單例的,則在調用Foo()的時候每次都返回了同樣的對象。而Foo作為一個類對象是單例的,意味着它的類(即生成它的元類)是實現了__call__方法的。所以可以如下實現:

class Singleton(type):

def __init__(cls, name, bases, attrs):

super(Singleton, cls).__init__(name, bases, attrs)

cls._instance = None

def __call__(cls, *args, **kwargs):

if cls._instance is None

# 以下不要使用’cls._instance = cls(*args, **kwargs)’, 防止死循環,

# cls的調用行為已經被當前’__call__’協議攔截了

# 使用super(Singleton, cls).__call__來生成cls的實例

cls._instance = super(Singleton, cls).__call__(*args, **kwargs)

return cls._instance

class Foo(object): #單例類

__metaclass__ = Singleton

a = Foo()

b = Foo()

a is b

True

a.x = 1

b.x

1

使用__new__

__init__不是Python對象的構造方法,__init__只負責初始化實例對象,在調用__init__方法之前,會首先調用__new__方法生成對象,可以認為__new__方法充當了構造方法的角色。所以可以在__new__中加以控制,使得某個類只生成唯一對象。具體實現時可以實現一個父類,重載__new__方法,單例類只需要繼承這個父類就好。

class Singleton(object):

def __new__(cls, *args, **kwargs):

if not hasattr(cls, ‘_instance’):

cls._instance = super(Singleton, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)

return cls._instance

class Foo(Singleton): #單例類

a = 1