如何制作一个 class 不允许重复实例（尽可能返回现有实例）？

Question

我有数据，每个条目都需要是 class 的一个实例。我期望在我的数据中遇到许多重复的条目。我基本上想得到一组所有唯一条目（即丢弃任何重复条目）。然而，事后实例化整个批次并将它们放入一个集合中并不是最优的，因为...

我有很多个条目，
重复条目的比例预计会很高，
我的 __init__() 方法对每个唯一条目进行了大量昂贵的计算，因此我想避免不必要地重做这些计算。

我知道这基本上是同一个问题但是...

接受的答案实际上并没有解决问题。如果您将 __new__() return 设为现有实例，从技术上讲它不会创建新实例，但它仍会调用 __init__() 然后重做您已经完成的所有工作，这使得覆盖 __new__() 完全没有意义。（这很容易通过在 __new__() 和 __init__() 中插入 print 语句来证明，这样您就可以看到它们何时运行。）
另一个答案需要调用 class 方法，而不是在需要新实例时调用 class 本身（例如：x = MyClass.make_new() 而不是 x = MyClass()).这行得通，但恕我直言，这并不理想，因为这不是人们认为创建新实例的正常方式。

是否可以覆盖 __new__() 以便它将 return 现有实体没有运行重新 __init__() ？如果这不可能，是否有其他方法可以解决这个问题？

Answer 1

假设您有识别重复实例的方法以及此类实例的映射，您有几个可行的选择：

使用 classmethod 为您获取实例。 class 方法与您的 metaclass 中的 __call__（当前为 type）具有相似的目的。主要区别在于它会在调用 __new__:
之前检查具有所请求密钥的实例是否已经存在
```
class QuasiSingleton:
    @classmethod
    def make_key(cls, *args, **kwargs):
        # Creates a hashable instance key from initialization parameters

    @classmethod
    def get_instance(cls, *args, **kwargs):
        key = cls.make_key(*args, **kwargs)
        if not hasattr(cls, 'instances'):
            cls.instances = {}
        if key in cls.instances:
            return cls.instances[key]
        # Only call __init__ as a last resort
        inst = cls(*args, **kwargs)
        cls.instances[key] = inst
        return inst
```
我建议使用这个基数 class，尤其是如果您的 class 是可变的。您不希望一个实例的修改出现在另一个实例中，而没有明确说明这些实例可能是相同的。做 cls(*args, **kwargs) 意味着你每次都得到一个不同的实例，或者至少你的实例是不可变的，你不在乎。

在你的 metaclass 中重新定义 __call__:

class QuasiSingletonMeta(type):
    def make_key(cls, *args, **kwargs):
        ...

    def __call__(cls, *args, **kwargs):
        key = cls.make_key(*args, **kwargs)
        if not hasattr(cls, 'instances'):
            cls.instances = {}
        if key in cls.instances:
            return cls.instances[key]
        inst = super().__call__(*args, **kwargs)
        cls.instances[key] = inst
        return inst

这里，super().__call__相当于为cls调用__new__和__init__。

在这两种情况下，基本缓存代码是相同的。主要区别在于如何从用户的角度获取新实例。使用像 get_instance 这样的 classmethod 可以直观地告知用户他们正在获得一个重复的实例。使用对 class 对象的正常调用意味着该实例将始终是新的，因此应该只对不可变的 classes.

请注意，在上面显示的两种情况下，在没有 __init__ 的情况下调用 __new__ 没有多大意义。

第三个混合选项是可能的。使用此选项，您将创建一个新实例，但从现有实例复制 [=21=] 计算的昂贵部分，而不是重新做一遍。如果通过 metaclass 实现，此版本不会造成任何问题，因为所有实例实际上都是独立的：

class QuasiSingleton:
    @classmethod
    def make_key(cls, *args, **kwargs):
        ...

    def __new__(cls, *args, **kwargs):
        if 'cache' not in cls.__dict__:
            cls.cache = {}
        return super().__new__(cls, *args, **kwargs)

    def __init__(self, *args, **kwargs):
        key = self.make_key(*args, **kwargs)
        if key in self.cache:  # Or more accurately type(self).instances
            data = self.cache[key]
        else:
            data = # Do lengthy computation
        # Initialize self with data object

使用此选项，记得调用 super().__init__ 和（super().__new__ 如果需要）。

如何制作一个 class 不允许重复实例（尽可能返回现有实例）？

How to make a class which disallows duplicate instances (returning an existing instance where possible)?

python

class

instance

duplicates