这篇文章主要为大家介绍了Python中实现单例模式的几种常见方式示例详解，有需要的朋友可以借鉴参考下，希望能够有所帮助，祝大家多多进步，早日升职加薪
Python 中实现单例模式的几种常见方式
元类（Metaclass）：
class SingletonType(type): """ 单例元类。用于将普通类转换为单例类。 """ _instances = {} # 存储单例实例的字典 def __call__(cls, *args, **kwargs): """ 重写 __call__ 方法。用于创建和返回单例实例。 """ if cls not in cls._instances: # 如果类还没有实例化过 cls._instances[cls] = super().__call__(*args, **kwargs) # 则创建新实例并存储在字典中 return cls._instances[cls] # 返回字典中的实例 class MyClass(metaclass=SingletonType): """ 单例类。使用元类 SingletonType 将其转换为单例类。 """ def __init__(self, name): self.name = name def say_hello(self): print(f"Hello, my name is {self.name}.") # 创建 MyClass 的两个实例，应该是同一个对象 obj1 = MyClass("Alice") obj2 = MyClass("Bob") # 打印两个实例的内存地址，应该相同 print(hex(id(obj1))) # 输出：0x7f8d94547a90 print(hex(id(obj2))) # 输出：0x7f8d94547a90 # 调用两个实例的方法，输出应该相同 obj1.say_hello() # 输出：Hello, my name is Alice. obj2.say_hello() # 输出：Hello, my name is Alice. 在上面的代码中，我们定义了一个名为 SingletonType 的元类，并将其用作 MyClass 的元类。在 SingletonType 类中，我们维护了一个 _instances 字典，用于存储每个类的唯一实例。在 __call__() 方法中，我们检查 _instances 字典，如果类尚未拥有实例，则创建一个新实例并添加到 _instances 中。最后，我们返回 _instances 中的实例。
在 MyClass 类中，我们定义了一个带参数的构造函数，并且使用 metaclass 参数来指定 SingletonType 元类。由于 MyClass 类使用 SingletonType 元类，因此它具有单例行为。在程序中，我们创建了 MyClass 的两个实例 obj1 和 obj2，然后打印它们的内存地址以验证它们是否是同一个对象。最后，我们调用这两个实例的方法，输出应该相同。
装饰器（Decorator）：
def singleton(cls): """ 单例装饰器。用于将普通类转换为单例类。 """ instances = {} # 存储单例实例的字典 def get_instance(*args, **kwargs): """ 获取单例实例的方法。 """ if cls not in instances: # 如果类还没有实例化过 instances[cls] = cls(*args, **kwargs) # 则创建新实例并存储在字典中 return instances[cls] # 返回字典中的实例 return get_instance @singleton class MyClass: """ 单例类。使用装饰器 singleton 将其转换为单例类。 """ def __init__(self, name): self.name = name def say_hello(self): print(f"Hello, my name is {self.name}.") # 创建 MyClass 的两个实例，应该是同一个对象 obj1 = MyClass("Alice") obj2 = MyClass("Bob") # 打印两个实例的内存地址，应该相同 print(hex(id(obj1))) # 输出：0x7f8d94547a90 print(hex(id(obj2))) # 输出：0x7f8d94547 在上面的代码中，我们定义了一个名为 singleton 的装饰器函数。在 singleton 函数内部，我们创建了一个 instances 字典，用于存储每个类的唯一实例。然后，我们定义了一个名为 get_instance 的内部函数，用于获取单例实例。在 get_instance 函数中，我们检查 instances 字典，如果类尚未拥有实例，则创建一个新实例并添加到 instances 中。最后，我们返回字典中的实例。
在 MyClass 类上应用 @singleton 装饰器，以将其转换为单例类。由于该装饰器是针对类进行操作的，因此它可以轻松地将任何普通类转换为单例类。在程序中，我们创建了 MyClass 的两个实例 obj1 和 obj2，然后打印它们的内存地址以验证它们是否是同一个对象。最后，我们调用这两个实例的方法，输出应该相同。
模块（Module）：
# mymodule.py class MyClass: """ 单例类。 """ def __init__(self, name): self.name = name def say_hello(self): print(f"Hello, my name is {self.name}.") my_singleton = MyClass("Alice") # 创建单例实例 # main.py from mymodule import my_singleton # 使用单例实例 my_singleton.say_hello() # 输出：Hello, my name is Alice.
在上面的代码中，我们将 MyClass 类定义在一个独立的模块 mymodule.py 中，并在其中创建了一个单例实例 my_singleton。然后，在另一个文件 main.py 中，我们从 mymodule 模块中导入 my_singleton 实例，并使用它来调用 say_hello() 方法。
由于 Python 模块在首次导入时会自动执行，因此我们可以利用这一特性来创建单例实例。在 mymodule.py 模块中，我们可以确保 my_singleton 只会被创建一次，并在程序的其他部分中共享它。
new 方法：
class MyClass: """ 单例类。 """ _instance = None # 存储单例实例的类变量 def __new__(cls, *args, **kwargs): """ 重写 __new__ 方法。用于创建和返回单例实例。 """ if cls._instance is None: # 如果类还没有实例化过 cls._instance = super().__new__(cls) # 则创建新实例并存储在类变量中 return cls._instance # 返回类变量中的实例 def __init__(self, name): self.name = name def say_hello(self): print(f"Hello, my name is {self.name}.") # 创建 MyClass 的两个实例，应该是同一个对象 obj1 = MyClass("Alice") obj2 = MyClass("Bob") # 打印两个实例的内存地址，应该相同 print(hex(id(obj1))) # 输出：0x7f8d94547a90 print(hex(id(obj2))) # 输出：0x7f8d94547a90 # 调用两个实例的方法，输出应该相同 obj1.say_hello() # 输出：Hello, my name is Alice. obj2.say_hello() # 输出：Hello, my name is Alice. 在上面的代码中，我们将 MyClass 类的构造函数改为 __new__() 方法，并使用 _instance 类变量来存储单例实例。在 __new__() 方法中，我们检查 _instance 变量，如果类尚未拥有实例，则创建一个新实例并添加到 _instance 中。最后，我们返回 _instance 中的实例。
在程序中，我们创建了 MyClass 的两个实例 obj1 和 obj2，然后打印它们的内存地址以验证它们是否是同一个对象。最后，我们调用这两个实例的方法，输出应该相同。
无论使用哪种方法实现单例模式，都需要注意线程安全和可扩展性等方面的问题。因此，在实际开发中，请仔细考虑自己的需求并选择合适的实现方式。
以上就是一文详解Python中实现单例模式的几种常见方式的详细内容，更多关于Python 单例模式的资料请关注0133技术站其它相关文章！
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