Python - 单例类

在 Python 中，单例类 是单例设计模式的实现，这意味着这种类型的类只能有一个对象。当执行一些繁重的操作（例如创建数据库连接）时，这有助于优化内存使用。

如果我们尝试为单例类创建多个对象，则对象将仅在第一次创建。之后，将返回相同的对象实例。

在 Python 中创建单例类

我们可以使用以下方法在 Python 中创建和实现单例类：

• 使用 __init__
• 使用 __new__

使用 __init__

__init__ 方法 是一种实例方法，用于初始化新创建的对象。当从类创建对象时，它会自动调用。

如果我们将此方法与静态方法一起使用并提供必要的检查，即类实例是否已存在，则我们可以在创建第一个实例后限制创建新对象。

示例

在以下示例中，我们使用 __init__ 方法创建了一个单例类。

class Singleton:
  __uniqueInstance = None

  @staticmethod
  def createInstance():
    if Singleton.__uniqueInstance == None:
      Singleton()
    return Singleton.__uniqueInstance
    
  def __init__(self):
      if Singleton.__uniqueInstance != None:
          raise Exception("Object exist!")
      else:
          Singleton.__uniqueInstance = self
           
obj1 = Singleton.createInstance()
print(obj1)
obj2 = Singleton.createInstance()
print(obj2)

当我们运行上述代码时，它将显示以下结果：

<__main__.Singleton object at 0x7e4da068a910>
<__main__.Singleton object at 0x7e4da068a910>

使用 __new__

__new__ 方法 是 Python 中一个特殊的静态方法，用于创建类的新的实例。它将类本身作为第一个参数，并返回该类的新实例。

当声明 Python 类的实例时，它会在内部调用 __new__() 方法。如果要实现单例类，可以重写此方法。

在重写的方法中，首先检查类实例是否已存在。如果不存在（即实例为 None），则调用 super() 方法创建一个新对象。最后，将此实例保存在类属性中并返回结果。

示例

在以下示例中，我们使用 __new__ 方法创建了一个单例类。

class SingletonClass:
   _instance = None
   
   def __new__(cls):
      if cls._instance is None:
         print('Creating the object')
         cls._instance = super(SingletonClass, cls).__new__(cls)
      return cls._instance
      
obj1 = SingletonClass()
print(obj1)

obj2 = SingletonClass()
print(obj2)

上述代码给出以下结果：

Creating the object
<__main__.SingletonClass object at 0x000002A5293A6B50>
<__main__.SingletonClass object at 0x000002A5293A6B50>