python3一个用类属性方法实现单例模式的探讨

最新推荐文章于 2025-01-23 14:45:21 发布

xiemanR

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分类专栏： Python 文章标签：类属性方法单例模式

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本文探讨了如何使用类属性方法在Python3中实现单例模式。首先介绍了类属性方法的概念，然后通过逐步完善代码，展示了如何防止直接实例化，最终利用`__new__`方法确保单例效果。示例代码显示，只能通过特定的get_instance函数获取单例实例，而直接通过类创建实例将引发异常。

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所谓的类属性方法是相对实例方法，也没有classmethod修饰，实例方法去掉self参数就是类属性方法，只能通过类调用，不能通过实例来调用，见下图。

下面简单介绍了通过类属性方法来实现单例模式。

初步实现：

class Singleton(object):
    instance = None

    def __init__(self):
        pass

    def get_instance():
        if Singleton.instance is None:
            Singleton.instance = Singleton()
        return Singleton.instance

a = Singleton.get_instance()
b = Singleton.get_instance()
print(id(a))
print(id(b))

输出：

>>> 41281800
>>> 41281800

通过get_instance函数返回实例初步实现了效果，但是这个类似可以实例化，这就达不到单例的效果，见如下的代码：

class Singleton(object):
    instance = None

    def __init__(self):
        pass

    def get_instance():
        if Singleton.instance is None:
            Singleton.instance = Singleton()
        return Singleton.instance

a = Singleton.get_instance()
b = Singleton.get_instance()
c = Singleton()
print(id(a))
print(id(b))
print(id(c))

输出：

>>> 41281800
>>> 41281800
>>> 41281632

c是通过类实例化的id和a、b的不一样。

有没有办法禁止通过类来实例化呢？我们可以在__init__中做文章，在__init__中抛出异常即可禁止实例化了，但是还是有问题，因为get_instance里面就是通过类来实例化的：

def get_instance():
    if Singleton.instance is None:
        Singleton.instance = Singleton()
    return Singleton.instance

除了通过类来实例化就没有其他方法实例化了吗？有，我们可以通过父类object的__new__函数来实例化， get_instance函数修改为：

def get_instance():
    if Singleton.instance is None:
        Singleton.instance = object.__new__(Singleton)
    return Singleton.instance

完整代码：

class Singleton(object):
    instance = None

    def __init__(self):
        raise SyntaxError('can not instance, please use get_instance')

    def get_instance():
        if Singleton.instance is None:
            Singleton.instance = object.__new__(Singleton)
        return Singleton.instance

a = Singleton.get_instance()
b = Singleton.get_instance()
print(id(a))
print(id(b))

c = Singleton()
print(id(c))

输出：

>>> Traceback (most recent call last):
  File "E:/Code/python3/otherTest/classattrmethodSingleton.py", line 18, in <module>
    c = Singleton()
  File "E:/Code/python3/otherTest/classattrmethodSingleton.py", line 6, in __init__
    raise SyntaxError('can not instance, please use get_instance')
SyntaxError: can not instance, please use get_instance
>>> 7333984
>>> 7333984

从完整代码和输出可以看出只能通过get_instance获取实例，不能通过类来实例化，通过类来实例化会报异常。