Python习题 196：用元类实现单例模式

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（编码题）有一个名为 GirlFriend 的类，使用 Python 元类技术，实现允许只能实例化一次，即实现单例模式。要求：

类有 name 和 age 两个属性
如果实例已经存在，则返回该实例，否则创建一个新的实例。
用无类技术实现

参考答案

Python 代码如下

class SingletonMeta(type):
    _instances = {}

    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        if cls not in cls._instances:
            cls._instances[cls] = super().__call__(*args, **kwargs)
        return cls._instances[cls]


class GirlFriend(metaclass=SingletonMeta):
    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def __str__(self):
        return f'Girlfriend: {self.name}, Age: {self.age}'

实例化示例：

# 示例用法
gf1 = GirlFriend('Alice', 25)
print(gf1)  # 输出: Girlfriend: Alice, Age: 25

gf2 = GirlFriend('Lily', 26)
# 因为已经有一个对象了，所以返回了第一个对象的属性
print(gf2)  # 输出: Girlfriend: Alice, Age: 25

print(gf1 is gf2)  # 输出 True

解析

元类是类的类，可以用于控制类的创建行为。通过定义一个元类，在元类中控制类的实例化过程，可以确保只创建一个类的实例。

在这个例子中，SingletonMeta是一个元类，它控制了类的实例化行为。在 __call__ 方法中，首先检查类是否已经有实例存在，如果没有则调用父类的 __call__ 方法创建一个新的实例，否则直接返回已有的实例。通过使用这个元类，可以确保只有一个实例存在。

查看相关链接中的知识。

（完）

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