Python-類、單例模式

類

基礎(chǔ)術(shù)語

• 使用 類名() 創(chuàng)建對(duì)象，**創(chuàng)建對(duì)象 **的動(dòng)作有兩步
  • 在內(nèi)存中為對(duì)象 分配空間
  • 調(diào)用初始化方法 init 為對(duì)象初始化
• 對(duì)象創(chuàng)建后，內(nèi)存中就有了一個(gè)對(duì)象的** 實(shí)例**
• 通常會(huì)把
  • 創(chuàng)建出來的 對(duì)象 叫做 類 的實(shí)例
  • 創(chuàng)建對(duì)象的 **動(dòng)作 **叫做 實(shí)例化
  • 對(duì)象的屬性 叫做** 實(shí)例屬性**
• 在程序執(zhí)行時(shí)
  • 對(duì)象各自擁有自己的 實(shí)例屬性
  • 調(diào)用對(duì)象方法，可以通過 self. 訪問自己的屬性或方法
• 每一個(gè)對(duì)象 都有一個(gè)自己獨(dú)立的內(nèi)存空間，互不干涉
• 多個(gè)對(duì)象的方法， 在內(nèi)存中只有一份 ，在調(diào)用方法時(shí)，需要把對(duì)象的引用傳遞到方法內(nèi)部

類是一個(gè)特殊的對(duì)象

• Python 中 一切皆對(duì)象
• 類是一個(gè)特殊的對(duì)象，同樣會(huì)被加載到內(nèi)存中，類對(duì)象在內(nèi)存中只有一份
• 一個(gè)類可以創(chuàng)建出多個(gè)對(duì)象實(shí)例
• 除了封裝** 實(shí)例 的屬性和方法**外，類對(duì)象還可以擁有自己的屬性和方法
• 通過** 類名.** 的方式可以訪問類的屬性和方法

示例

class Animal:
  # 定義一個(gè) 類 屬性
  count=0


  def __init__(self,name):
    self.name=name


    Animal.count=Animal.count+1


animal1=Animal("小白")
animal2=Animal("小黑")
animal3=Animal("小綠")


print("查看類屬性的變化次數(shù):%d" %Animal.count)

輸出結(jié)果

類方法

• **類方法 就是針對(duì) 類對(duì)象 **定義的方法
  • 在類方法 內(nèi)部可以直接訪問 類屬性 或者調(diào)用其他的 類方法
• 類方法需要用** 修飾器 @classmethod **來標(biāo)識(shí)，告訴解釋器這是一個(gè) 類方法
• 類方法的 第一個(gè)參數(shù) 應(yīng)該是 cls
  • 由 哪一個(gè)類調(diào)用的方法 ，方法內(nèi)的 cls ，就是哪一個(gè)類的引用
  • 這個(gè)參數(shù)和 實(shí)例方法的第一個(gè)參數(shù) self 類似
  • 不使用 cls ，使用其他名稱也可以，習(xí)慣問題
• 通過 **類名. **調(diào)用類方法,不需要傳遞 cls 參數(shù)
• 在方法內(nèi)部，可以通過** cls.** 訪問類的屬性或類的方法

**語法

**

@classmethod
def 類方法名(cls):
    pass

示例

class Animal:
  # 定義一個(gè) 類 屬性
  count=0


  def __init__(self,name):
    self.name=name
    Animal.count=Animal.count+1


  # 定義一個(gè) 類 方法
  @classmethod
  def show_count(cls):
    print("我是類方法，類屬性的值是：%d"%cls.count)


Animal("小白")
Animal("小黑")
# 調(diào)用類 方法
Animal.show_count()

輸出結(jié)果

靜態(tài)方法

• 使用修飾器 @staticmethod 來標(biāo)識(shí)
• 通過 **類名. **調(diào)用 靜態(tài)方法
• 使用場(chǎng)景
  • 不需要訪問** 實(shí)例屬性** 或者調(diào)用** 實(shí)例方法**
  • 不需要訪問** 類屬性** 或者調(diào)用 類方法

語法

@staticmethod
def 靜態(tài)方法名():
    pass

示例

class Person:
  # 定義類屬性
  count=0


  def __init__(self,name):
    self.name=name




  # 定義一個(gè)靜態(tài)方法，靜態(tài)方法不能調(diào)用 類方法或?qū)傩?與 實(shí)例方法或?qū)傩?/span>
  @staticmethod
  def static_test():
    print("我是一個(gè)靜態(tài)方法，不能調(diào)用類方法與屬性 和實(shí)例方法與屬性")


# 靜態(tài)方法直接用 類名調(diào)用
Person.static_test()

輸出結(jié)果

綜合練習(xí)示例

"""
需求：窗口取票
票數(shù)是共有的
每個(gè)人取的數(shù)量不一樣


操作提示信息，不與任何屬性或方法關(guān)聯(lián)
"""
class Ticket:
  # 總共 10 張票
  totalTicket=10


  def __init__(self,name):
    self.name=name



  # 操作說明,可以使用靜態(tài)方法實(shí)現(xiàn)
  @staticmethod
  def show_instructions():
    print("操作說明：取票的數(shù)量不能超過票總數(shù)量!!!")


  # 顯示總票數(shù)，可以使用 類方法
  @classmethod
  def show_ticket(cls):
    print("還剩余的票數(shù)有:%s 張" %cls.totalTicket)


  # 取票，可以使用實(shí)例方法
  def take_ticket(self,num):
    Ticket.totalTicket=Ticket.totalTicket-num
    print("%s 取走了 %d 張票..."%(self.name,num))




# 取票的操作說明 
Ticket.show_instructions()


# 開始取票,張三 取3張， 李四取4張
zs=Ticket("張三")
zs.take_ticket(3)
#查看剩余票數(shù)
Ticket.show_ticket()




ls=Ticket("李四")
ls.take_ticket(4)
#查看剩余票數(shù)
Ticket.show_ticket()

輸出結(jié)果

單例模式

設(shè)計(jì)模式

• **設(shè)計(jì)模式 **是針對(duì)某一特定問題的解決方案，由人們總結(jié)和提煉的
• 使用設(shè)計(jì)模式 是為了可重用代碼， 使代碼更容易理解，保證代碼可靠性
• 單例設(shè)計(jì)模式
  • 目的： 讓類創(chuàng)建的對(duì)象，在系統(tǒng)中只有 唯一一個(gè)
  • 每一次執(zhí)行 **類名（） **返回的內(nèi)存地址引用，都是同一個(gè)

**__new__方法

**

• 使用 類名（） 創(chuàng)建對(duì)象時(shí)， Python的解釋器首先會(huì)調(diào)用** new **方法為對(duì)象 分配內(nèi)存空間
• Python的解釋器獲得對(duì)象的引用后，將引用作為第一個(gè)參數(shù)，傳遞給 **init **方法
• 重寫 new 方法的代碼非常固定
• 重寫 new 方法一定要 return super(). new (cls)
• 否則 Python的解釋器 得不到對(duì)象引用，就不會(huì)調(diào)用初始化方法
• **new **是一個(gè) 靜態(tài)方法 ，在調(diào)用時(shí)需要 主動(dòng)傳遞 cls 參數(shù)

示例

class SingleClass():


  # 定義類實(shí)例對(duì)象
  instants=None


  # 重寫 __new__ 方法
  def __new__(cls,*agrs,**kwargs):
    print("創(chuàng)建對(duì)象方法.....")

    if SingleClass.instants== None:
      # 初始化實(shí)例對(duì)象,調(diào)用父類方法
      SingleClass.instants=super().__new__(cls)
    return SingleClass.instants

  def __init__(self):
    print("初始化方法。。。。")


# 單例模式 ，不管創(chuàng)建多少次實(shí)例，實(shí)際上都是同一個(gè)
s1=SingleClass()
s2=SingleClass()
s3=SingleClass()
print(s1)
print(s2)
print(s3)

輸出結(jié)果

以上的方法雖然解決了對(duì)象只會(huì)創(chuàng)建一次的問題，但是初始化的方法還會(huì)調(diào)用多次，消耗內(nèi)存。 此處可以 增加一個(gè) initFlag 的標(biāo)記，一但初始化后就打上標(biāo)記，以后就不再進(jìn)行初始化。 改造代碼如下：

class SingleClass():


  # 定義類實(shí)例對(duì)象
  instants=None


  # 定義一個(gè)初始化標(biāo)記
  initFlag=False


  # 重寫 __new__ 方法
  def __new__(cls,*agrs,**kwargs):    
    if SingleClass.instants== None:
      print("創(chuàng)建對(duì)象方法.....")
      # 初始化實(shí)例對(duì)象,調(diào)用父類方法
      SingleClass.instants=super().__new__(cls)
    return SingleClass.instants

  def __init__(self):


    if SingleClass.initFlag:
      return


    print("初始化方法。。。。")
    SingleClass.initFlag=True




# 單例模式 ，不管創(chuàng)建多少次實(shí)例，實(shí)際上都是同一個(gè)
s1=SingleClass()
s2=SingleClass()
s3=SingleClass()
print(s1)
print(s2)
print(s3)

**輸出結(jié)果

**