单例模式
单例模式确保了类实例化对象的唯一性，即在同一时间只能有一个类的实例存在。
结构
单例模式示意图
为确保不产生更多的实例，单例模式 通常会将类的构造函数设为私有，以防止外部代码直接实例化对象。同时，单例模式会提供一个静态方法，用于获取类的唯一实例。
应用场景
- 当某个类只应存在一个实例时
- 跨越整个应用程序的某些对象需要共享数据
优缺点
单例模式非常具有争议性。一方面，它为全局变量提供了一个优雅的解决方案；另一方面，它也可能会导致代码的耦合性增加，同时导致不便测试的情况。
优点
- 可以保证类只有一个实例
- 某些情况下可以跨组件获取共享对象
- 初始化一次，多次使用
缺点
- 违反了单一职责原则，类同时负责自身的职责和管理自己的实例
- 可能无意间增加不同组件间的耦合性
- 多线程环境下需要额外注意以避免多次实例化
- 单例类难以被模拟，因此可能会导致测试困难
参考
代码示例
以下代码以现实中的美国总统为例，展示了单例模式的实现。
信息
在 Python 中，由于不能直接使用私有构造函数，因此我们使用元类来实现单例模式。通过元类拦截对类的实例化，我们可以确保一个类只有一个实例。