由Python通过__new__实现单例模式，所想到的__new__和__init__方法的区别

Posted 2020-10-13 潇湘旧友

        之前通过读书，了解到在Python中可以通过__new__方法来实现单例模式，代码一个示例如下，我就有了几个疑问，什么是单例模式？__new__方法是用来做什么的？用__new__方法实现的单例模式，比如下面的MyClass类，会对类的初始化有影响吗？会对类的实例方法、类方法、静态方法有影响吗？下面会说下我对这些概念的理解，如有错误，欢迎交流指出，在此表示感谢。

 1 class SingleTon(object):
 2     _instance = {}
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 4     def __new__(cls, *args, **kwargs):
 5         if cls not in cls._instance:
 6             cls._instance[cls] = super(SingleTon, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)
 7         print cls._instance
 8         return cls._instance[cls]
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11 class MyClass(SingleTon):
12     class_val = 22

 

      首先说下单例模式，单例模式是确保一个类只有一个实例，并且这个实例是自己创造的，在系统中用到的都是这个实例。单例模式是设计模式的一种，关于设计模式和单例模式更具体的内容，可以查看相关的书本，在后面我也要好好学习一下这些东西。

 

    下面主要说下__new__是用来干什么的，在Python中，__new__是用来创造一个类的实例的，而__init__是用来初始化这个实例的。既然__new__用来创造实例，也就需要最后返回相应类的实例，那么如果返回的是其他类的实例，结果如何呢？见下面的代码。以下代码运行后，首先打印出NoReturn __new__然后打印出other instance，最后通过type(t)可以看到t的类型是<class ‘__main__.Other‘>，可以知道如果__new__中不返回本类的实例的话，是没法调用__init__方法的。想要返回本类的实例，只需要把以下代码中12行的Other()改成super(NoReturn, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)即可。

 

 1 class Other(object):
 2     val = 123
 3 
 4     def __init__(self):
 5         print ‘other instance‘
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 7 
 8 class NoReturn(object):
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10     def __new__(cls, *args, **kwargs):
11         print ‘NoReturn __new__‘
12         return Other()
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14     def __init__(self, a):
15         print a
16         print ‘NoReturn __init__‘
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18 t = NoReturn(12)
19 print type(t)

       

       最后来说用__new__方法实现的单例模式，会对实例方法，类方法，静态方法，实例变量和类变量有影响吗？答案是对相应的方法是没有影响的，但是如果用不同的变量都初始化了这个实例，在后面的变量中修改实例变量和类变量的话，前面的也会相应修改，而这也正好符合单例，无论多少个变量指向了这个实例，他们指向的是同一个。在__new__中产生完实例后，每次初始化实例对象，都是产生的同一个实例，而这个实例中相关的方法、变量还是和普通的实例一样使用。测试代码以及输出如下：

 1 class MyClass(SingleTon):
 2     class_val = 22
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 4     def __init__(self, val):
 5         self.val = val
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 7     def obj_fun(self):
 8         print self.val, ‘obj_fun‘
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10     @staticmethod
11     def static_fun():
12         print ‘staticmethod‘
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14     @classmethod
15     def class_fun(cls):
16         print cls.class_val, ‘classmethod‘
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19 if __name__ == ‘__main__‘:
20     a = MyClass(1)
21     b = MyClass(2)
22     print a is b   # True
23     print id(a), id(b)  # 4367665424 4367665424
24     # 类型验证
25     print type(a)  # <class ‘__main__.MyClass‘>
26     print type(b)  # <class ‘__main__.MyClass‘>
27     # 实例方法
28     a.obj_fun()  # 2 obj_fun
29     b.obj_fun()  # 2 obj_fun
30     # 类方法
31     MyClass.class_fun()  # 22 classmethod
32     a.class_fun()  # 22 classmethod
33     b.class_fun()  # 22 classmethod
34     # 静态方法
35     MyClass.static_fun()  # staticmethod
36     a.static_fun()  # staticmethod
37     b.static_fun()  # staticmethod
38     # 类变量
39     a.class_val = 33
40     print MyClass.class_val  # 22
41     print a.class_val  # 33
42     print b.class_val  # 33
43     # 实例变量
44     print b.val  # 2
45     print a.val  # 2