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什么是单例模式
能解决什么问题
使用场景
如何实现
__new__ 方法：经典又直接
装饰器：不改类本身，也能单例
模块本身就是单例
注意事项
总结
你有没有过这样的困扰：
“为什么我明明只创建了一次数据库连接，程序却悄悄多了好几个？资源占满了，性能还慢了。”
在软件世界里，有些东西，真的只需要一个就够了。这就是单例模式的世界。
什么是单例模式
单例模式（Singleton Pattern），本质上就是 保证某个类全局只有一个实例，无论你尝试创建多少次，得到的都是同一个对象。
形象一点：想象你家只有一台冰箱。无论家里多少人去开门、取东西，冰箱都是那一台，不会莫名其妙多出一个新冰箱。
能解决什么问题
- 统一管理资源：比如数据库连接，创建一次就够，避免重复占用资源
- 全局状态共享：日志记录器、配置文件、缓存对象…每个模块都能访问同一个实例
- 保证程序稳定性：避免多对象操作同一个资源导致混乱
简单说，单例模式让你的程序有序而高效，就像冰箱里的食物再多，也不会乱成一团。
使用场景
- 数据库连接：你不想每次操作都重新连接数据库
- 日志系统：程序里每个模块都能统一写入日志
- 配置管理：整个程序共享一个配置对象，方便修改与读取
- 缓存对象：统一存储数据，避免重复计算
换句话说，当“唯一性”是关键时，单例就登场了。
如何实现
__new__ 方法：经典又直接
class Singleton:_instance = Nonedef __new__(cls, *args, **kwargs):if not cls._instance:cls._instance = super().__new__(cls)return cls._instancea = Singleton()
b = Singleton()
print(a is b) # True
- 核心理念：对象创建之前先检查“冰箱”是否存在
- 如果存在，就直接拿来用；不存在，才创建一个
装饰器：不改类本身，也能单例
def singleton(cls):instances = {}def wrapper(*args, **kwargs):if cls not in instances:instances[cls] = cls(*args, **kwargs)return instances[cls]return wrapper@singleton
class MyClass:passa = MyClass()
b = MyClass()
print(a is b) # True
- 想象：装饰器就像一个“守门员”，保证每个类的“冰箱”只出现一次
- 优点：无需修改类本身，易复用
模块本身就是单例
# singleton_module.py
class MySingleton:passinstance = MySingleton()
# main.py
from singleton_module import instancea = instance
b = instance
print(a is b) # True
- 特点：Python 模块天然单例
- 想象一下，模块就像整个城市的唯一冰箱，大家都能直接去用
注意事项
- 线程安全：多线程环境可能同时创建多个实例，需要加锁保护
- 不要滥用：单例是工具，不是全局变量的万能替代
- 继承问题：子类可能打破单例，需要特别处理
总结
单例模式就像 程序里的冰箱：
- 独一无二：全局只有一个实例
- 高效共享：避免重复资源浪费
- 有序管理：让全局状态清晰可控
下次当你遇到“必须保证唯一”的场景，想想冰箱，单例模式就自然而然地闪现在脑海里。
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