Python 中的单例设计模式
设计模式可以代表一些代码来解决问题。单例就是这样一种设计模式，我们可以在 Python 中创建一个类的不同对象。
此模式仅限制给定类的一个对象。有几种方法可以在 Python 中模拟这种模式。
在 Python 中使用装饰器实现单例设计模式
Python 中的装饰器是可以将其他函数和对象作为参数并修改其行为的函数。要使用装饰器，我们使用 @ 符号。
我们可以使用它们来实现单例设计模式。
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)
输出：
Object created.
<__main__.Sample object at 0x0000015E72D3CA48> <__main__.Sample object at 0x0000015E72D3CA48>
在上面的例子中，我们创建了一个装饰器，它将整个类作为参数。这个装饰器允许我们实现单例对象，这可以通过 x 和 y 的位置来确认。
为 Singleton 使用装饰器的缺点是最终的类 Sample 变成了一个函数，所以我们不能使用类方法。
在 Python 中使用基类实现单例设计模式
基类是一个特殊的类，我们可以从中派生出其他类。没有创建此基类的实例。
我们可以使用基类为 Python 中的 Singleton 提供结构。
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)
输出：
Object created.
Object created.
<__main__.Sample object at 0x0000015E72D3F388> <__main__.Sample object at 0x0000015E72D3F388>
这是一种有效的方法；但是，当由于多重继承而涉及多个类时，可能会出现错误。
在 Python 中使用元类实现单例设计模式
元类是 Python 中一个非常有趣的特性，因为它可以定义类对象的行为。我们可以说它是一个类为一个类。
在 Python 2 中，我们在类中添加了 __metaclass__ 属性。在 Python 3 中，我们可以将其作为参数添加到类中。
我们可以利用这个特性在 Python 中实现 Singleton 设计。
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)
输出：
Object created.
<__main__.Sample object at 0x0000015E72D3FF88> <__main__.Sample object at 0x0000015E72D3FF88>
这是元类的恰当应用，实现了自动继承。
在 Python 中使用模块实现单例设计模式
在 Python 中单例的最简单和最基本的实现可能是使用模块。
我们知道我们可以在 Python 中创建模块。一个只包含函数的模块可以作为单例，这是因为它将所有这些函数绑定到模块。
Manav is a IT Professional who has a lot of experience as a core developer in many live projects. He is an avid learner who enjoys learning new things and sharing his findings whenever possible.
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