python元类实现单例模式

aaa小葵2024-03-18 9:22

什么是单例模式？

单例模式是一种创建型设计模式，它保证一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点来访问该实例

下面看一下最初代码：（具体内容可以参看之前的文章https://mp.csdn.net/mp_blog/creation/editor/136640949）

python 复制代码

class MyType(type):

    def __init__(self, name, bases,attrs):
        super().__init__(name, bases,attrs)

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        # 调用本类的__new__方法去创建对象
        empty_obj = self.__new__(self)
        # 调用本类中的__init__方法初始化Foo类
        self.__init__(empty_obj, *args, **kwargs)

        return empty_obj


class Foo(object, metaclass=MyType):
    pass

下面我想实现单例模式就可以：

在创建类Foo的时候创建一个类变量，用于存储刚开始创建的对象，并且后续在程序中再创建一次只会得到同一个对象

那该在哪修改呢？

可以在Foo的元类中进行修改，在元类MyType调用new和init创建类时进行一些扩展

具体怎么做呢？

在元类初始化的时候创建一个变量instance，让他的默认值为None，该变量用来判断是否创建过对象

python 复制代码

    def __init__(self, name, bases,attrs):
        super().__init__(name, bases,attrs)
        # 初始设置该变量为None，表示没有创建过对象
        self.instance = None

当Foo类实例化的时候，会调用元类的call方法，我们将call方法中的init方法稍作变化，优先判断是否有对象，没有才创建

python 复制代码

    def __call__(self, *args, **kwargs):
        # 判断是否已有对象，没有则创建
        if self.instance is None:
            self.instance = self.__new__(self)

        self.__init__(self.instance, *args, **kwargs)

        return self.instance

此时测试一下同时利用Foo实例化两次的结果：地址完全相同

python 复制代码

v1 = Foo()
v2 = Foo()
print(v1)  # <__main__.Foo object at 0x00000260EB61CF90>
print(v2)  # <__main__.Foo object at 0x00000260EB61CF90>

此外，需要注意的是，当子类继承父类时，父类的元类即是子类的元类