【附代码】Python 静态变量的实现方法（可多线程）

作者：小猪快跑

基础数学&计算数学，从事优化领域6年+，主要研究方向：MIP求解器、整数规划、随机规划、智能优化算法

静态变量（Static Variable）在计算机编程领域指在程序执行前系统就为之静态分配（也即在运行时中不再改变分配情况）存储空间的一类变量。与之相对应的是在运行时只暂时存在的自动变量（即局部变量）与以动态分配方式获取存储空间的一些对象，其中自动变量的存储空间在调用栈上分配与释放。

Python 并没有静态变量，但我们可以通过一些技巧来实现这样的效果。

如有错误，欢迎指正。如有更好的算法，也欢迎交流！！！——@小猪快跑

类变量

我们先来看一个例子，容易发现类的成员变量就类似静态变量，但实例化后的成员变量就不是了。操作类的成员变量会影响实例化后成员变量，反之不会。

如果使用多线程，也没问题。

import threading


class Foo:
    a = 0

    @staticmethod
    def increment():
        Foo.a += 1


if __name__ == '__main__':
    print('===== start =====')
    print("Foo().a:", Foo().a)
    print("Foo.a:", Foo.a)

    print('===== Foo.a += 1 =====')
    Foo.a += 1
    print("Foo().a:", Foo().a)
    print("Foo.a:", Foo.a)

    print('===== foo.a += 1 =====')
    foo = Foo()
    foo.a += 1
    print("foo.a:", foo.a)
    print("Foo().a:", Foo().a)
    print("Foo.a:", Foo.a)

    print('===== 10 threads foo.a += 1 =====')
    threads = [threading.Thread(target=Foo.increment) for i in range(10)]
    for t in threads:
        t.start()
    for t in threads:
        t.join()
    print("Foo.a:", Foo.a)

===== start =====
Foo().a: 0
Foo.a: 0
===== Foo.a += 1 =====
Foo().a: 1
Foo.a: 1
===== foo.a += 1 =====
foo.a: 2
Foo().a: 1
Foo.a: 1
===== 10 threads foo.a += 1 =====
Foo.a: 11

单例模式

单例模式（Singleton Pattern）是一种常用的软件设计模式，该模式的主要目的是确保某一个类只有一个实例存在。当你希望在整个系统中，某个类只能出现一个实例时，单例对象就能派上用场。

下面的例子希望读者要注意的是，虽然单例模式只有一个实例存在，但实例的成员变量和类成员变量并不指向同一个变量。

如果使用多线程，也没问题。

import threading


class Singleton:
    _instance_lock = threading.Lock()
    count = 0

    def __init__(self):
        pass

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(Singleton, "_instance"):
            with Singleton._instance_lock:
                if not hasattr(Singleton, "_instance"):
                    Singleton._instance = object.__new__(cls)
        return Singleton._instance


def increment():
    Singleton().count += 1


if __name__ == '__main__':
    Singleton().count = 1
    Singleton().count += 2
    print(Singleton().count)  # 3
    print(Singleton.count)  # 0

    threads = [threading.Thread(target=increment) for i in range(10)]
    for t in threads:
        t.start()
    for t in threads:
        t.join()
    print(Singleton().count)  # 13