如何在Python中创建第二个None?制作id始终相同的单例对象


问题内容

警告:以下问题是有关不良做法和肮脏代码的信息。建议开发人员谨慎。

注意:这与在Python中创建单例问题不同,因为我们要解决酸洗和复制以及普通对象创建问题。

目标:我想创建一个NoParam模拟行为的值(称为)None。具体来说,我希望任何实例的NoParamType值都是相同的,即具有相同的值,id以便is运算符始终True在其中两个值之间返回。

原因:我拥有可保留参数值的配置类。其中一些参数可以None作为有效类型。但是,如果没有指定类型,我希望这些参数采用特定的默认值。因此,我需要一些哨兵is not None来指定未指定任何参数。该标记必须是永远不能用作有效参数值的内容。我希望对此哨兵有一个特殊的类型,而不是使用一些不太可能使用的字符串。

例如:

def add_param(name, value=NoParam):
    if value is NoParam:
        # do some something
    else:
        # do something else

但是,不必为此担心太多。让我们专注于如何。


到目前为止,我有:

我可以轻松实现大多数这种行为。我创建了一个名为的特殊模块util_const.py。它包含一个创建NoParamType的类,然后创建该类的单例实例。

class _NoParamType(object):
    def __init__(self):
        pass

NoParam = _NoParamType()

我只是假设永远不会创建此类的第二个实例。每当我想使用值Iimport util_const并使用时util_const.NoParam

在大多数情况下,此方法效果很好。但是,我只是遇到一个将NoParam值设置为对象值的情况。使用对该对象进行了深度复制copy.deepcopy,因此创建了第二个NoParam实例。

我通过定义__copy____deepcopy__方法找到了一个非常简单的解决方法

class _NoParamType(object):
    def __init__(self):
        pass
    def __copy__(self):
        return NoParam
    def __deepcopy__(self, memo):
        return NoParam

NoParam = _NoParamType()

现在,如果deepcopy曾经被调用过,NoParam则仅返回现有NoParam实例。


现在问题是:

我可以做些什么来实现与酸洗相同的行为吗?最初,我以为可以定义,__getstate__但是第二个实例已经创建。本质上,我想pickle.loads(pickle.dumps(NoParam)) is NoParam返回True。有没有办法做到这一点(也许使用元类)?

更进一步:我可以做些什么来确保仅创建一个NoParam实例?


非常感谢@ user2357112回答了有关酸洗的问题。我还想出了如何使此类对模块重新加载也很健壮。这是我所学到的全部内容

# -*- coding: utf-8 -*-
# util_const.py

class _NoParamType(object):
    """
    Class used to define `NoParam`, a setinal that acts like None when None
    might be a valid value. The value of `NoParam` is robust to reloading,
    pickling, and copying.

    Example:
        >>> import util_const
        >>> from util_const import _NoParamType, NoParam
        >>> from six.moves import cPickle as pickle
        >>> import copy
        >>> versions = {
        ... 'util_const.NoParam': util_const.NoParam,
        ... 'NoParam': NoParam,
        ... '_NoParamType()': _NoParamType(),
        ... 'copy': copy.copy(NoParam),
        ... 'deepcopy': copy.deepcopy(NoParam),
        ... 'pickle': pickle.loads(pickle.dumps(NoParam))
        ... }
        >>> print(versions)
        >>> assert all(id(v) == id_ for v in versions.values())
        >>> import imp
        >>> imp.reload(util_const)
        >>> assert id(NoParam) == id(util_const.NoParam)
    """
    def __new__(cls):
        return NoParam
    def __reduce__(self):
        return (_NoParamType, ())
    def __copy__(self):
        return NoParam
    def __deepcopy__(self, memo):
        return NoParam
    def __call__(self, default):
        pass

# Create the only instance of _NoParamType that should ever exist
# When the module is first loaded, globals() will not contain NoParam. A
# NameError will be thrown, causing the first instance of NoParam to be
# instanciated.
# If the module is reloaded (via imp.reload), globals() will contain
# NoParam. This skips the code that would instantiate a second object
# Note: it is possible to hack around this via
# >>> del util_const.NoParam
# >>> imp.reload(util_const)

try:
    NoParam
except NameError:
    NoParam = object.__new__(_NoParamType)

问题答案:

我可以做些什么来实现与酸洗相同的行为吗?

是。

class _NoParamType(object):
    def __new__(cls):
        return NoParam
    def __reduce__(self):
        return (_NoParamType, ())

NoParam = object.__new__(_NoParamType)

更进一步:我可以做些什么来确保仅创建一个NoParam实例?

并非没有NoParam用C编写。除非您用C编写并利用仅C
API的功能,否则始终可以object.__new__(type(NoParam))获取另一个实例。