python 全局只执行一次

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mob649e816138f5 2024-09-07 06:46:18 ©著作权

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Python 全局只执行一次

对于任何编程语言来说，代码的组织性和可读性是至关重要的。在Python中，有时需要确保某些代码只执行一次，以便提高性能或避免重复初始化。本文将探讨如何在Python中实现“全局只执行一次”的功能，并通过示例代码以及相关类图和旅行图进行详细说明。

背景知识

在Python中，通常情况下，模块级代码会在首次导入模块时执行一次。如果我们想确保某段代码只执行一次，可以使用一个模块或函数来实现这一点。此外，Python的if __name__ == "__main__":语句也有助于确保某段代码只在作为主程序运行时执行，而不会在被导入时执行。

示例代码

我们来创建一个简单的类，它的初始化逻辑只执行一次。这个类将包含一个静态变量来进行状态管理。

class Singleton:
    _instance = None

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if not cls._instance:
            cls._instance = super(Singleton, cls).__new__(cls)
            # 这里可以进行一些初始化操作
            cls._instance.init_once()
        return cls._instance

    def init_once(self):
        print("Initialization happens only once!")

# 使用示例
singleton1 = Singleton()
singleton2 = Singleton()

print(singleton1 is singleton2)  # 输出: True

在这个示例中，我们定义了一个名为Singleton的类，使用__new__方法来控制实例的创建。无论实例化多少次，init_once方法只会被调用一次。

类图

为了更好地理解这个类的结构和其执行逻辑，我们可以使用类图来表示。

classDiagram
    class Singleton {
        - _instance: Singleton
        + __new__(cls, *args, **kwargs)
        + init_once()
    }

在这个类图中，我们展示了Singleton类的属性和方法。私有属性_instance用于保存类的唯一实例，而__new__和init_once是类的两个主要方法。

旅行图

设想一个场景，某个用户在代码中多次请求创建Singleton实例的旅程。为了更直观地描述这个过程，我们使用旅行图。

journey
    title 用户请求 Singleton 实例的旅程
    section 第一次请求
      用户请求创建 Singleton 实例: 5: 用户
      初始化 Singleton: 4: Singleton
    section 第二次请求
      用户请求创建 Singleton 实例: 5: 用户
      返回已创建的 Singleton 实例: 3: Singleton
    section 第三次请求
      用户请求创建 Singleton 实例: 5: 用户
      返回已创建的 Singleton 实例: 3: Singleton

在这个旅行图中，可以看到用户第一次请求创建Singleton实例时，初始化逻辑得以执行。而后续请求则直接返回已创建的实例，不再重复初始化。