python面向對象編程——單例

01. 單例設計模式

• 設計模式

  • 設計模式 是 前人工作的總結和提煉，通常，被人們廣泛流傳的設計模式都是針對 某一特定問題 的成熟的解決方案
  • 使用 設計模式 是爲了可重用代碼、讓代碼更容易被他人理解、保證代碼可靠性

• 單例設計模式

  • 目的 —— 讓 類 創建的對象，在系統中 只有 唯一的一個實例
  • 每一次執行 類名() 返回的對象，內存地址是相同的

單例設計模式的應用場景

• 音樂播放 對象
• 回收站 對象
• 打印機 對象
• ……

02. __new__ 方法

• 使用 類名() 創建對象時，Python 的解釋器 首先 會 調用 __new__ 方法爲對象 分配空間
• __new__ 是一個 由 object 基類提供的 內置的靜態方法，主要作用有兩個：
  • 1 在內存中爲對象 分配空間
  • 2 返回 對象的引用
• Python 的解釋器獲得對象的 引用 後，將引用作爲 第一個參數，傳遞給 __init__ 方法

重寫 __new__ 方法 的代碼非常固定！

• 重寫 __new__ 方法 一定要 return super().__new__(cls)
• 否則 Python 的解釋器 得不到 分配了空間的 對象引用，就不會調用對象的初始化方法
• 注意：__new__ 是一個靜態方法，在調用時需要 主動傳遞 cls 參數

**示例代碼**
class Music(object):

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        # 如果不返回任何結果，
        return super().__new__(cls)

    def __init__(self):
        print("初始化操作")

player = Music()

print(player)

03. Python 中的單例

• 單例 —— 讓 類 創建的對象，在系統中 只有 唯一的一個實例
  1.定義一個 類屬性，初始值是 None，用於記錄 單例對象的引用
  2. 重寫 __new__ 方法
  3. 如果 類屬性 is None，調用父類方法分配空間，並在類屬性中記錄結果
  4. 返回 類屬性 中記錄的 對象引用

class Music(object):

    # 定義類屬性記錄單例對象引用
    instance = None

    def __new__(cls, *args, **kwargs):

        # 1. 判斷類屬性是否已經被賦值
        if cls.instance is None:
            cls.instance = super().__new__(cls)

        # 2. 返回類屬性的單例引用
        return cls.instance

04 只執行一次初始化工作

• 在每次使用 類名() 創建對象時，Python 的解釋器都會自動調用兩個方法：
  • __new__ 分配空間
  • __init__ 對象初始化
• 在上一小節對 __new__ 方法改造之後，每次都會得到 第一次被創建對象的引用
• 但是：初始化方法還會被再次調用

需求

• 讓 初始化動作 只被 執行一次

解決辦法

1. 定義一個類屬性 init_flag 標記是否 執行過初始化動作，初始值爲 False
2. 在 __init__ 方法中，判斷 init_flag，如果爲 False 就執行初始化動作
3. 然後將 init_flag 設置爲 True
4. 這樣，再次 自動 調用 __init__ 方法時，初始化動作就不會被再次執行 了

class Music(object):

    # 記錄第一個被創建對象的引用
    instance = None
    # 記錄是否執行過初始化動作
    init_flag = False

    def __new__(cls, *args, **kwargs):

        # 1. 判斷類屬性是否是空對象， 調用父類的方法，爲第一個對象分配空間
        if cls.instance is None: 
            cls.instance = super().__new__(cls)
            
        # 2. 返回類屬性保存的對象引用
        return cls.instance

    def __init__(self):

        # 第一種寫法
        if Music.init_flag:
        	return
        	
        print("初始化音樂")

        Music.init_flag = True

		#----------------------------------------#
		# 第二種寫法
		if not MusicPlayer.init_flag:
            print("初始化音樂")

            MusicPlayer.init_flag = True
            

# 創建多個對象
music1 = Music()
print(music1 )

music2 = Music()
print(music2 )