Python中的工厂模式和单例模式是两种重要的设计模式，分别用于解决对象创建和资源管理的不同问题。以下是两者的核心概念及实现方式：

一、单例模式（Singleton Pattern）

核心概念 ：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点，适用于管理共享资源（如数据库连接、配置管理）。

实现方式 ：

1. 经典实现 ：通过__new__方法控制实例化，使用类变量_instance存储唯一实例。

   class Singleton:
       _instance = None
       def __new__(cls, *args, **kwargs):
           if cls._instance is None:
               cls._instance = super().__new__(cls)
           return cls._instance
   

2. 装饰器实现 ：通过装饰器包装类，简化单例模式应用，但需注意线程安全问题。

   def singleton(cls):
       instances = {}
       def get_instance(*args, **kwargs):
           key = (cls, args, frozenset(kwargs.items()))
           if key not in instances:
               instances[key] = cls(*args, **kwargs)
           return instances[key]
       return get_instance
   

注意事项 ：多线程环境下需加锁保护，避免竞态条件。

二、工厂模式（Factory Pattern）

核心概念 ：通过工厂类或方法封装对象创建逻辑，实现解耦和扩展性，适用于批量生产不同类型对象。

实现方式 ：

1. 简单工厂模式 ：通过单一工厂类创建不同类型对象。

   class AnimalFactory:
       @staticmethod
       def create_animal(animal_type):
           if animal_type == 'dog':
               return Dog()
           elif animal_type == 'cat':
               return Cat()
           else:
               return None
   

2. 抽象工厂模式 ：提供接口创建一组相关对象，无需指定具体类。

优势 ：提高代码灵活性，便于新增产品类型而无需修改客户端代码。

总结

• 单例模式 ：确保全局唯一实例，适用于资源池管理（如数据库连接）。

• 工厂模式 ：封装对象创建逻辑，提升代码扩展性和可维护性。

两者在Python中通过类设计实现，需根据实际需求选择使用场景。