Python 单例模式 new

单例模式

偶然间听到朋友谈单例模式。记得好像是谈rust，朋友非常推崇rust语言，听说rust有希望进linux。

单例模式举例：我们都听歌，播放器同时只能播放一首歌，当然我们可以同时听好几首。所以对于播放器而言，同时只能存在一个歌曲被播放，解释不一定到位，但应该还算直观。

在Python中实现单例模式的方式很多，new只是其中一种，而今天要谈的就是new。

快速上手

除了单例模式，new之外，顺便谈一谈python中的 is and ==

我们先看如下代码：

class SingleDemo(object):

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        print(f"{cls.__new__} start")
        if not hasattr(cls, '_instance'):
            cls._instance = object.__new__(cls)
        return cls._instance

    def __init__(self, name):
        print(f"{self.__init__} start")
        self.name = name
        self.arg1 = 1
        self.arg2 = 1
        self.lst1 = [0, 1, 2]
        self.lst2 = [0, 1]
        print(f"{self.__init__} end")


def test_SingleDemo():
    nameA = SingleDemo("demo1")
    nameB = SingleDemo("demo2")
    if nameA.arg1 is nameA.arg2:
        print(f"nameA.arg1 is nameB.arg2: {id(nameA.arg1)} is {id(nameA.arg2)}")
    if nameA.arg1 == nameA.arg2:
        print(f"nameA.arg1 == nameA.arg2: {id(nameA.arg1)} == {id(nameA.arg2)}")

    nameA.lst2.append(2)
    if nameA.lst1 is nameA.lst2:
        print(f"{id(nameA.lst1)} is {id(nameA.lst2)}")
    if nameA.lst1 == nameA.lst2:
        print(f"{id(nameA.lst1)} == {id(nameA.lst2)}")

    print(f"nameA: {id(nameA)}, nameB: {id(nameB)}")

    print(f"nameB's lst2: {nameB.lst2}")


if __name__ == '__main__':
    test_SingleDemo()

代码解读

这里补充下类的一些细节：

第一点：当我们写一个类的时候，我们可以这么写：class SingleDemo: 也可以这样 class SingleDemo(object):

所以，区别在哪呢？

对于python3而言，没有区别，当你不写object时候，python默认为继承自object，也就是隐式表示，虽然你没写但是默认写了，建议尽量不要偷懒，但是我们阅读其他人源码的时候不必困惑。

对于python2而言，是新式类和旧式类的区别，也就是有区别。

第二点：new__和__init_，如果类中有new，那么在实例化的时候会先执行new，如果我们在new中没有返回值，那么init将不会被执行，对应就是代码中return cls._instance，如果我们不写，那么init将不会被执行，可自行尝试。

第三点：cls 和 self 的区别是什么？

区别就是cls不需要实例化就存在，而self需要实例化后才存在，但是两者指代的都是这个类本身，很多时候可以通用，但是最好还是不要乱来，对于这点Python似乎有过讨论，具体不太清楚。

单例解读

看new中做了些什么，首先是判断这个类有没有属性’_instance’，名字你可以随意取，instance翻译过来就是实例，我们通常这么叫，这里是单下划线，非双下划线。

这里涉及到python的私有化，简单提一下就是Python理论上不存在私有变量和私有方法，因为即使是双下划线开头依然可以通过类来访问。不懂略过即可。

如果没有_instance这个属性，那么我们就创建（初次实例化的时候肯定是没有，于是便创建）

当第二次及之后实例化的时候，该类已经有了_instance这个属性，所以我们就直接返回不再新建

我们还可以通过new做很多更奇特的操作，这里就不展开。

然后就是is和==，is比较的是对象，而==比较的则是值。

上面的代码可以看出，self.arg1和self.arg2指向的是同一个空间，值和对象都是一样的。

self.lst1 和 self.lst2 在init的时候并不一致，但是在后面self.lst2.append后，两者的值是一样的，但是用is比较的时候是不一致的，因为他们两个对应的不是一个对象，用c语言指针的方式理解就是，指向的是不同的地址。

所以当我们写代码的时候，一定要清楚自己是在比较值还是比较对象，避免滥用导致后期出现bug。

单例模式下只初始化一次

有些时候，我们只希望第一次实例化时候执行初始化的操作，不希望第二次创建对象的时候重新初始化。

class SingleDemo(object):
    __is_first_init = False
    
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(cls, '_instance'):
            cls._instance = object.__new__(cls)
        return cls._instance
    
    def __init__(self, name, age, sex):
        if self.__is_first_init:
            return
        
        self.name = name
        self.age = age
        self.sex = sex
        
        self.__is_first_init = True


if __name__ == '__main__':
    sd1 = SingleDemo("张飞", 18, "男")
    sd2 = SingleDemo("关羽", 18, "男")
    print(sd1.name)
    print(sd2.name)

张飞
张飞

这种方式的核心就是我们常见的立 flag，应该很容易理解，就不多赘述了。