Python 中的單例設計模式
設計模式可以代表一些程式碼來解決問題。單例就是這樣一種設計模式，我們可以在 Python 中建立一個類的不同物件。
此模式僅限制給定類的一個物件。有幾種方法可以在 Python 中模擬這種模式。
在 Python 中使用裝飾器實現單例設計模式
Python 中的裝飾器是可以將其他函式和物件作為引數並修改其行為的函式。要使用裝飾器，我們使用 @ 符號。
我們可以使用它們來實現單例設計模式。
看下面的例子，
def singleton_dec(class_):
instances = {}
def getinstance(*args, **kwargs):
if class_ not in instances:
instances[class_] = class_(*args, **kwargs)
return instances[class_]
return getinstance
@singleton_dec
class Sample:
def __init__(self):
print("Object created.")
x = Sample()
y = Sample()
print(x, y)
輸出：
Object created.
<__main__.Sample object at 0x0000015E72D3CA48> <__main__.Sample object at 0x0000015E72D3CA48>
在上面的例子中，我們建立了一個裝飾器，它將整個類作為引數。這個裝飾器允許我們實現單例物件，這可以通過 x 和 y 的位置來確認。
為 Singleton 使用裝飾器的缺點是最終的類 Sample 變成了一個函式，所以我們不能使用類方法。
在 Python 中使用基類實現單例設計模式
基類是一個特殊的類，我們可以從中派生出其他類。沒有建立此基類的例項。
我們可以使用基類為 Python 中的 Singleton 提供結構。
例如，
class Singleton_base(object):
_instance = None
def __new__(class_, *args, **kwargs):
if not isinstance(class_._instance, class_):
class_._instance = object.__new__(class_, *args, **kwargs)
return class_._instance
class Sample1(Singleton_base):
def __init__(self):
print("Object created.")
x = Sample1()
y = Sample1()
print(x, y)
輸出：
Object created.
Object created.
<__main__.Sample object at 0x0000015E72D3F388> <__main__.Sample object at 0x0000015E72D3F388>
這是一種有效的方法；但是，當由於多重繼承而涉及多個類時，可能會出現錯誤。
在 Python 中使用元類實現單例設計模式
元類是 Python 中一個非常有趣的特性，因為它可以定義類物件的行為。我們可以說它是一個類為一個類。
在 Python 2 中，我們在類中新增了 __metaclass__ 屬性。在 Python 3 中，我們可以將其作為引數新增到類中。
我們可以利用這個特性在 Python 中實現 Singleton 設計。
例如，
class Singleton_meta(type):
_instances = {}
def __call__(cls, *args, **kwargs):
if cls not in cls._instances:
cls._instances[cls] = super(Singleton_meta, cls).__call__(*args, **kwargs)
return cls._instances[cls]
class Sample(metaclass=Singleton_meta):
def __init__(self):
print("Object created.")
x = Sample()
y = Sample()
print(x, y)
輸出：
Object created.
<__main__.Sample object at 0x0000015E72D3FF88> <__main__.Sample object at 0x0000015E72D3FF88>
這是元類的恰當應用，實現了自動繼承。
在 Python 中使用模組實現單例設計模式
在 Python 中單例的最簡單和最基本的實現可能是使用模組。
我們知道我們可以在 Python 中建立模組。一個只包含函式的模組可以作為單例，這是因為它將所有這些函式繫結到模組。
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