Python中的__new__(cls) 以及 单例模式

__new__(cls)方法

__new__(cls)必须要有一个参数cls,代表着要实例化的类，而且必须要有返回值，返回实例化出来的实例对象.

• __new__(cls)和__init__(self)的区别：

__init__(self)有一个参数self,就是这个__new__(cls)返回来的实例，__init__(self)可以再__new__(cls)的基础上进行其他一些初始化的操作，而且不需要返回值。

__new__(cls)好比制造产品之前的原材料采购环节，而__init__(self)好比在买回来的原材料上进行加工的环节

来看一个例子：

class Dog:
    def __new__(cls): # 这里传入的cls就是Dog这个类指向的类对象
        print('new')
    
    def __init__(self):
        print('init')
    
dog = Dog() # new 

print(dog) # None

在Python3中，class定义的时候，如果不显式的写继承object，也是会默认自动继承object的，所以也会有__new__(cls)。

在上述例子中，为什么__init__(self)没有触发呢，是因为这个__new__(cls)就是创建对象的方法，一般就是通过object.__new__(cls)来进行实例化的，但是我们在Dog这个类里面把这个方法又重写了，重写的这个__new__(cls)方法并没有真正的创建一个对象(即没有返回实例化的实例对象)，所以上面例子没有触发__init__(self)

那么来改成上面的例子：

class Dog:
    def __new__(cls):
        print('new')
        return object.__new__(cls) 
        # object.__new__()方法返回的就是实例对象的引用  
        # 我们在重写的__new__()中也return 这个引用
    
    def __init__(self):
        print('init')
    
dog = Dog() # new init

print(dog) # <__main__.Dog object at 0x7f8a273d3b00>

这么一来，对象就被成功创建了。 那么通过上面的例子，可以重新梳理一下Py中一个对象的创建流程：

1. 调用__new__()方法来进行创建对象，这个new方法可以是object的，也可以是自己重写的，最后必须要return这个创建好的对象的引用。
2. 调用__init__()方法来进行实例对象的初始化，__init__(self)接收的就是new方法return出来的那个创建好的对象的引用。
3. 返回对象的引用。

所以我们可以很好的理解，__new__()只负责创建对象，而__init__()对创建好的对象进行初始化。

单例模式

单例模式指的是，不管创建多少次，都仅仅只有一个对象

先来解释单例的含义：

class Dog(object):
    pass

a = Dog()
b = Dog()
print( id(a) == id(b))  # False 所以指向的不是一个对象

在上述例子中，a和b分别都指向创建好的2个不同的Dog类的实例对象。而单例模式指的就是，让a和b指向的是同一个对象，即不管重复创建Dog类的实例对象多少次，都只有一个实例对象。

那么实现这个模式的思路就是，第一次创建对象，第二次开始就沿用第一次创建好的对象，那么结合上面对__new__()的介绍，很容易想到是在new方法中进行处理的。

我们来使用类属性来表示当前是否是第一次创建：

class Dog(object):
    __instance = True # True表示是第一次创建
    __firstObj = None
    def __new__(cls):
        if cls.__instance:
            cls.__instance = False
            cls.__firstObj = object.__new__(cls)
            return cls.__firstObj # 如果是第一次创建 返回这个创建好的实例对象引用
        else:
            # 不是第一次创建  那么返回第一次创建好的对象引用
            return cls.__firstObj   

a = Dog()
b = Dog()
print( id(a) == id(b) )  # True

这样就实现了功能，但是我们注意到里面有两个类属性，简化一下，其实可以写成一个，直接让__instance为None值，第一次创建好对象之后将引用赋给__instance即可：

class Dog(object):
    __instance = None
    def __new__(cls):
        if cls.__instance == None: # None 就表示还没创建过对象
            cls.__instance = object.__new__(cls)
            return cls.__instance # 如果是第一次创建 返回这个创建好的实例对象引用
        else:
            # 不是第一次创建  那么返回第一次创建好的对象引用
            return cls.__instance   

a = Dog()
b = Dog()
print( id(a) == id(b) ) 

这样就实现了Python中的单例模式。

实现了单例模式之后，再来看一个问题：

class Dog(object):
    __instance = None
    def __new__(cls):
        if cls.__instance == None:
            cls.__instance = object.__new__(cls)
            return cls.__instance
        else:
            return cls.__instance
    
    def __init__(self):
        print('----init------')

a = Dog() # ----init------
b = Dog() # ----init------

如上例所示，单例模式中，进行多次初始化实例对象的时候，虽然只会创建一次实例对象，但是__init__()会被重复调用来初始化实例对象。

我们现在如果只想让实例对象初始化一次，可以这么写：

class Dog(object):
    __instance = None
    __hasInit = False # 思路也是一样的  新增一个类属性表示是否第一次初始化
    def __new__(cls):
        if cls.__instance == None:
            cls.__instance = object.__new__(cls)
            return cls.__instance
        else:
            return cls.__instance
    
    def __init__(self):
        if self.__hasInit == False:
            print('----init------')
            self.__hasInit = True

a = Dog() # ----init------
b = Dog() # 不在重复初始化