一、什么是单例模式
单例模式（Singleton Pattern）是一种常用的软件设计模式，该模式的主要目的是确保某一个类只有一个实例存在。当你希望在整个系统中，某个类只能出现一个实例时，单例对象就能派上用场
比如，某个服务器程序的配置信息存放在一个文件中，客户端通过一个 AppConfig 的类来读取配置文件的信息。如果在程序运行期间，有很多地方都需要使用配置文件的内容，也就是说，很多地方都需要创建 AppConfig 对象的实例，这就导致系统中存在多个 AppConfig 的实例对象，而这样会严重浪费内存资源，尤其是在配置文件内容很多的情况下。事实上，类似 AppConfig 这样的类，我们希望在程序运行期间只存在一个实例对象。
单例设计模式：
**目的：**让类创建的对象，在系统只执行唯一实例，即每一次执行类名.()返回的对象，内存地址是相同的，可以通过id(实例对象)来查看实例对象对应的内存空间地址。
应用场景： 音乐播放器、回收站对象、打印机对象…
二、通过装饰器实现单例模式
面试真题：
-
装饰器介绍
在原函数不改变的基础上增加额外功能 -
通过装饰器实现单例模式，只要任意一个类使用该装饰器装饰，
那么就会变成一个单例模式的类。
1.用函数方法实现：
def single(cls):
cls.instance = None
def wrapper(*args, **kwargs):
# 判断类是否有instance属性
if not cls.instance:
# 通过类创建对象，并保存为instance属性
cls.instance = cls(*args, **kwargs)
# 返回对象
return cls.instance
return wrapper
@single # A = single(A)
class A:
pass
a1 = A()
a2 = A()
print(a1, a2)
运行结果：
<__main__.A object at 0x000001F125DE2D60> <__main__.A object at 0x000001F125DE2D60>
2.通过类来实现：
class single1:
def __init__(self, cls):
self.cls = cls
self.cls.instance = None
def __call__(self, *args, **kwargs):
if not self.cls.instance:
self.cls.instance = self.cls(*args, **kwargs)
return self.cls.instance
@single1
class B:
pass
b1 = B()
b2 = B()
print(b1, b2)
运行结果：
<__main__.A object at 0x0000017C66BD05B0> <__main__.A object at 0x0000017C66BD05B0>
三、基于基于__new__方法实现
__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，然后在执行__init__初始话实例对象。
-
object提供的__new__静态方法，主要有2个作用：
1.在内存中为对象分配空间
2.返回对象的引用 -
object提供的__new__静态方法，主要有2个作用：
注意点：
1.重写__new__方法一定要return super().new(cls), 否则python解释器得不到分配空间引用，就不会调用对象的初始化
2.__new__是一个静态方法，在调用时需要主动传递cls函数。
代码实现：
#super()：如果多继承情况下会出现一个子类继承多个父类，每个父类都要单独被调用，会特别麻烦，在super机制里可以保证公共父类仅被执行一次，至于执行的顺序，是按照MRO（Method Resolution Order）：方法解析顺序 进行的。
class A(object):
__instance = None
def __new__(cls, *args, **kwargs):
if cls.__instance is None:
cls.__instance = super().__new__(cls)
return cls.__instance
else:
return cls.__instance
a1 = A()
a2 = A()
print("a1的id为:", id(a1))
print("a2的id为:", id(a2))
print(a1)
print(a2)
运行结果：
a1的id为: 2552498755664
a2的id为: 2552498755664
<__main__.A object at 0x000002524CC81850>
<__main__.A object at 0x000002524CC81850>
解析如下：
-
目的：
让类创建的对象，在系统中只有唯一的一个实例 -
流程:
1.定义一个类属性，初始值是None, 用于记录单例对象的引用。
2.重写__new__方法
3.如果类属性is None，调用父类方法分配空间，并在类属性中记录结果
返回类属性中记录的对象引用。