python：单例模式

首先说一下，查询了这么多单例模式的讲解，还是bilibili的这个视频讲解最清楚、简洁、实用且到位bilibili单例模式

https://www.bilibili.com/video/BV1cK4y1n7DC/?spm_id_from=333.1391.0.0&p=4&vd_source=58cc5704c1268f656a4d51980dac6aa7

以上是单例模式的应用方法与思路

class MusicPlayer(object):

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        # 1.创建对象时，new方法会被自动调用
        print("创建对象，分配空间")
        # 2.为对象分配空间(调用父类的new方法)
        instance = super().__new__(cls)
        # 3.返回对象的引用
        return instance

    def __init__(self):
        print("播放器初始化")

#创建播放器对象
player = MusicPlayer()
print(player)

以上Python 代码展示了单例模式 中__new__方法的基础使用，__new__是 Python 中用于创建实例的静态方法（特殊方法），负责为对象分配内存空间，而__init__是实例初始化方法，负责对已创建的实例进行属性初始化。下面为你详细解析这段代码的执行逻辑、输出结果，以及进一步的扩展（比如实现单例模式）。

代码执行流程与输出解析

1. 调用MusicPlayer()创建对象时，首先触发__new__方法：

   • 执行print("创建对象，分配空间")，打印该字符串。
   • 调用父类（object）的__new__方法：super().__new__(cls)，为MusicPlayer实例分配内存空间，返回实例的引用（instance）。
   • __new__方法返回实例引用，这个引用会作为self参数传递给__init__方法。

2. 接着触发__init__方法：

   • 执行print("播放器初始化")，打印该字符串。

3. 最后打印player对象：

   • 输出对象的内存地址（格式类似<__main__.MusicPlayer object at 0x0000021Fxxxxxx>）。

最终输出结果：

创建对象，分配空间
播放器初始化
<__main__.MusicPlayer object at 0x0000021Fxxxxxx>  # 地址会随环境变化

关键知识点：__new__与__init__的区别

特性	__new__	__init__
作用	创建实例，分配内存空间	初始化实例，为实例设置属性
调用时机	实例创建时最先调用	__new__返回实例后调用
参数	第一个参数是类（cls）	第一个参数是实例（self）
返回值	必须返回实例引用（否则__init__不执行）	无返回值（None）

扩展：利用__new__实现单例模式

单例模式的核心是一个类只能创建一个实例 。通过重写__new__方法，我们可以控制实例的创建逻辑，确保始终返回同一个实例。修改后的代码如下：

class MusicPlayer(object):
    # 类属性，用于保存唯一的实例引用
    instance = None

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        # 判断是否已创建实例
        if cls.instance is None:
            # 未创建则分配空间
            cls.instance = super().__new__(cls)
        # 已创建则直接返回已有实例
        return cls.instance

    def __init__(self):
        print("播放器初始化")

# 创建多个对象，验证是否为同一个实例
player1 = MusicPlayer()
player2 = MusicPlayer()
print(f"player1与player2是否为同一对象: {player1 is player2}")

输出结果：

播放器初始化
播放器初始化
player1与player2是否为同一对象: True

说明：

• player1和player2是同一个实例（is判断为True），但__init__被调用了两次（实例化player1时调用了第一次初始化init，实例化player2时第二次调用了init）。如果需要让__init__只执行一次，可以在__new__中增加额外的判断标记。

进阶：单例模式且__init__只执行一次

class MusicPlayer(object):
    instance = None
    init_flag = False  # 标记是否已初始化

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if cls.instance is None:
            cls.instance = super().__new__(cls)
        return cls.instance

    def __init__(self):
        if not MusicPlayer.init_flag:
            print("播放器初始化")
            MusicPlayer.init_flag = True  # 初始化后将标记设为True

player1 = MusicPlayer()
player2 = MusicPlayer()
print(f"player1与player2是否为同一对象: {player1 is player2}")

输出结果：

播放器初始化
player1与player2是否为同一对象: True

此时，无论创建多少个MusicPlayer实例，都只会执行一次初始化逻辑，且所有实例指向同一个内存地址。（第一次实例化的时候，将标志init_flag=true置为真了，第二次实例化的时候，if not init_flag就是假，程序不再继续向下执行，所以只执行了第一次的初始化，后续的就不再执行了）

cls与self的区别

特性	cls	self
代表对象	类本身（类对象）	类的实例（实例对象）
适用方法	类方法、__new__方法	实例方法
传递方式	Python 自动传入类本身	Python 自动传入实例
访问范围	类属性、类方法	实例属性、实例方法、类属性