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小白学python第77天之面向对象中的单例模式

2026-02-23 13:34:55

2.22

面向对象中的单例模式

学前疑问

当程序中需要管理一些如配置信息、数据库连接池或日志记录器这类核心组件时，明明希望它们全局唯一——既避免重复创建浪费资源，又防止多个实例导致状态不一致——但却发现，即使小心翼翼，仍有可能在代码的不同角落意外创建出多个实例？

面向对象中的单例模式

（1）什么是设计模式

设计模式就是前人根据实际的问题提出的问题解决方案，我们把这种就称之为设计模式。

（2）单例模式

单例模式是一种常见的设计模式！

所谓的设计模式，不是一种新的语法，而是人们在实际的应用中，面对某种特定的情形而设计出来的某种常见的有效的解决方案，所以，设计模式只是经验的总结！

什么又是单例模式？单例，就是单一实例！

在实际的运用中，存在一些类，只需要实例化一个对象，就可以完成其所有的功能操作。所以，如果我们能够通过某些技巧，使得一个类只能开辟一个对象空间的话，这样就可以节省相应的对象资源，这种模式就叫作单例模式！

应用场景：音乐播放器对象、回收站对象、打印机对象

（3）__new__()方法

在Python中，我们目前已经学了3个魔术方法了，分别是__init__()、__str__()、__del__()，接下来介绍一下__new__()方法。

使用类名()创建对象时，Python的解释器首先会调用__new__方法为对象分配空间。

__new__是一个由object积累提供的内置的静态方法，主要作用有两个：

○ 在内存中为对象分配空间

○ 返回对象的引用

Python解析器获得对象的引用后，将引用作为第一个参数，传递给__init__方法重写__new__方法的代码非常固定，一定要使用return super(). __new__(cls)，否则Python解释器得不到分配了空间的对象引用，就不会调用对象的初始化方法。

__new__方法是一个静态方法，在调用时，要求将自身类信息cls作为参数传递到这个方法中，这个方法属于object类中的一个静态方法。

案例：

# 定义一个播放器类class MusicPlayer(object):    # 重写__new__()魔术方法    def __new__(cls, *args,48 **kwargs):        print('1、开辟内存空间')        print('2、返回实例对象引用地址')        returnsuper().__new__(cls)    def __init__(self, name):        self.name = name# 1、实例化mp1对象mp1 = MusicPlayer('红色的高跟鞋')print(mp1)# 2、实例化mp2对象mp2 = MusicPlayer('春夏秋冬')print(mp2)

（4）单例模式的代码实现

# 定义一个播放器类class MusicPlayer(object):    instance = None    # 重写__new__()魔术方法    def __new__(cls, *args, **kwargs):        # 判断实例化时有没有分配内存空间        if cls.instance is None:            cls.instance = super().__new__(cls)        return cls.instance    def __init__(self, name):        self.name = name# 1、实例化mp1对象mp1 = MusicPlayer('红色的高跟鞋')print(mp1)# 2、实例化mp2对象mp2 = MusicPlayer('春夏秋冬')print(mp2)

注：类属性在内存中是一个特殊的存在，其不用于以前讲过的局部变量（局部变量当函数执行完毕后，其会被内存所销毁）。但是类属性一旦定义，除非对象以及这个类在内存中被销毁了，否则其不会自动销毁。

今日学习完毕，课后作业：

数据库连接管理器，题目要求：

请编写一个名为 DatabaseConnection的类，实现单例模式。要求如下：

① 该类只能创建一个实例。

② 如果尝试创建第二个实例，应返回第一个实例，而不是新建一个。

③ 该类有一个 get_connection_info()方法，用于返回一个简单的字符串，例如："这是数据库连接信息..."。

④ 编写代码验证两个变量指向的是同一个对象。

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