python cookbook中通过元类来实现单例模式的代码如下
class Singleton(type):
def __init__(cls, *args, **kwargs):
cls.__instance = None
super().__init__(*args, **kwargs)
def __call__(cls, *args, **kwargs):
if cls.__instance is None:
cls.__instance = super().__call__(*args, **kwargs)
return cls.__instance
else:
return cls.__instance
class Spam(metaclass=Singleton):
def __new__(cls):
return super().__new__(cls)
def __init__(self, a, b):
print("Creating spam")
我看着是有点懵的,因为元类里面有__call__方法。
首先来看看__call__方法的作用,对于一个普通类来说,实现了该方法之后,该类的实例就具有类似于函数的作用,可以进行调用。
class A:
def __call__(self, a, b):
return a+b
a = A()
print(a(1, 2))
# output:
# 3
那么元类的__call__的作用是什么呢?在python中类是元类的实例,元类中如果定义了__call__方法,那么类也是可以通过类似于函数的方式进行调用。但是呢, 类本来就可以通过类似于函数的作用来创建该类对应的实例对象啊?
这个元类的__call__,和该类的__new__和__init__是什么关系的?
感觉有点冲突的,因为好像有两种方式创建一个实例对象,一种是通过元类的__call__方法创建实例对象,一种是通过类本身创建实例对象?
在此,我想到了print大法。。
于是,我将Singleton改写为如下方式:
class Singleton(type):
def __init__(cls, *args, **kwargs):
cls.__instance = None
super().__init__(*args, **kwargs)
def __call__(cls, *args, **kwargs):
print("Singleton.__call__ is called")
if cls.__instance is None:
cls.__instance = super().__call__(*args, **kwargs)
print(cls.__instance)
return cls.__instance
else:
return cls.__instance
class Spam(metaclass=Singleton):
def __new__(cls, *args):
print("Spam.__new__ is called")
return super().__new__(cls)
def __init__(self, a, b):
self.a = a
self.b = b
print("Creating spam")
s1 = Spam(1, 2)
# output:
# Singleton.__call__ is called
# Spam.__new__ is called
# Creating spam
# <__main__.Spam object at 0x000001B227CA1550>
到此,其中的关系曲折就应该清楚了。
在print("Singleton.__call__ is called")和print(cls.__instance)之间完成了对Spam的__new__和__init__的调用。
而在两句之间,明显只可能是由super().__call__(*args, **kwargs)作用的。
由此可见,元类的__call__和创建实例对象的过程并不冲突。元类的__call__中通过调用super().__call__(*args, **kwargs)调用实例__new__创建对象,然后调用__init__初始化对象,最后返回创建好了的实例对象。