python面试题-2018.1.30

问题：如何实现单例模式？

1. 通过new方法来实现单例模式。

class Singleton(object):
    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(cls, '_instance'):
            cls._instance = super(Singleton, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)
        return cls._instance

变体：

class Singleton(object):
    _instance = None

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not cls._instance:
            cls._instance = super(Singleton, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)
        return cls._instance

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2. 通过装饰器来实现单例模式

from functools import wraps


def singleton(cls):
    instances = {}

    @wraps(cls)
    def wrapper(*args, **kwargs):
        if cls not in instances:
            instances[cls] = cls(*args, **kwargs)
        return instances[cls]

    return wrapper

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3. 通过元类来创建单例模式，因为元类是用于创建类对象的类，类对象创建实例对象时一定会调用call方法，因此在调用call时候保证始终只创建一个实例即可。

class Singleton(type):
    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        if not hasattr(cls, '_instance'):
            cls._instance = super(Singleton, cls).__call__(*args, **kwargs)
            return cls._instance


class Foo(object):
    __metaclass__ = Singleton

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4. 通过共享属性来实现单例模式（通过这种方式实现，只是两个对象有相同的属性，但是在实例化之后，one is two 将会返回False）, 将所有实例的dict指向同一个字典，这样实例就共享相同的方法和属性。对任何实例的名字属性的设置，无论是在init中修改还是直接修改，所有的实例都会受到影响。不过实例的id是不同的。要保证类实例能共享属性，但不和子类共享。

class Singleton(object):
    _state = {}

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        orig = super(Singleton, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)
        orig.__dict__ = cls._state
        return orig

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5. 使用模块, Python 的模块就是天然的单例模式，因为模块在第一次导入时，会生成 .pyc 文件，当第二次导入时，就会直接加载 .pyc文件，而不会再次执行模块代码。因此，我们只需把相关的函数和数据定义在一个模块中，就可以获得一个单例对象了。如果我们真的想要一个单例类，可以考虑这样做:

# singleton.py
class Singleton(object):
    def foo(self):
        pass


my_singleton = Singleton()

变体：

# singleton.py
import sys


class Singleton(object):
    pass


sys.modules[__name__] = Singleton()