设计模式-单例

这几天在学习python 连接数据库操作；此时想起连接数据库这种配置，可以使用单例来实现；目的是为了让全局只存在一个数据库操作实例，而单例恰恰就是干这个事的：保障全局只存在一个实例对象，可减少内存，同时也有利于保护共享变量的安全性

python实现单例，有如下几种方式：

1. 模块方式

2. classmethod

3. 函数装饰器

4. 类装饰器

5. 内置函数 __new__

一、模块方式

python的模块设计天然就是一个单例模式；因为模块在第一次导入时，会生产pyc文件；第二次导入时，则会直接加载pyc文件，而不会再执行模块代码。实现如下：
在 db.py文件中进行编写代码：

class DBOperator:
    def __init__(self) -> None:
        #connect to db
        pass
db_operator = DBOperator()

使用方式如下：

from db import db_operator

二、类方式：class method

先上代码：

class SingleInstance:
   
    @classmethod
    def get_instance(cls,*arg,**kw):
        if not hasattr(SingleInstance,'_instance'):
            SingleInstance._instance = SingleInstance()
        return SingleInstance._instance
s1 = SingleInstance.get_instance()
s2 = SingleInstance.get_instance()
print(id(s1),"=====",id(s2))

但是这种方式，其实是对使用者有严格要求的；
使用者实例化时，必须是使用get_instance()进行实例化；一旦用户使用SingleInstance()这种时，则会实例出另一个新对象

三、函数装饰器

实现如下：

_instance = {} # 声明一个字典存储实例对象
def singleton(cls):
    def _single(*args,**kw):
        if cls not in _instance:
            _instance[cls] = cls(*args,**kw)
        return _instance[cls]
    return _single  

使用方式：

@singleton
class SingleA:
    def __init__(self,name,age) -> None:
        print("__init__")
a1 = SingleA("name",18)
a2 = SingleA("ddd",20)
print(id(a1),id(a2))

四、类装饰器

实现如下：

class Singleton4:
    def __init__(self,cls) -> None:
        print("__init__")
        self.cls = cls
        self.instance = {}

    def __call__(self) :
        print("__call__")
        if self.cls not in self.instance:
            self.instance[self.cls] = self.cls() 
        return self.instance[self.cls]

@Singleton4
class SingleB:
    def __init__(self) -> None:
        print("SingleB __init__")

a1 = SingleB()
a2 = SingleB()
print(id(a1),id(a2))

五、new

实现如下：

class SingleInstance1(object):
    
    def __init__(self,name) -> None:
        print("___init____")
        self.name = name
    
    def print_name(self):
        print(self.name)

    def __new__(cls,*args,**kw) :
        print( "__new__" )
        if not hasattr(SingleInstance1, "_instance" ):
            print( " 创建新实例 " )
            SingleInstance1._instance = object.__new__(cls)
        return SingleInstance1._instance


s1 = SingleInstance1("aaaa")
s2 = SingleInstance1("bbbb")
s3 = SingleInstance1("ssss")
s1.print_name()
s2.print_name()
print(id(s1),"=====",id(s2))