Одиночка (шаблон проектирования)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Одиночка, Singleton — шаблон проектирования, порождающий объекты.

Содержание

1 Цель
2 Плюсы
3 Минусы
4 Применение
5 Пример реализации
6 Ссылки

[править] Цель

Гарантирует, что у класса есть только один экземпляр, и предоставляет к нему глобальную точку доступа. Существенно то, что можно пользоваться именно экземпляром класса, так как при этом во многих случаях становится доступной более широкая функциональность. Например, к описанным компонентам класса можно обращаться через Интерфейс, если такая возможность поддерживается языком.

[править] Плюсы

контролируемый доступ к единственному экземпляру;
уменьшение числа имён;
допускает уточнение операций и представления;
допускает переменное число экземпляров;
большая гибкость, чем у операций класса.

[править] Минусы

глобальные объекты вредны для объектного программирования и приводят к написанию не масштабируемого проекта.

[править] Применение

должен быть ровно один экземпляр некоторого класса, легко доступный всем клиентам;
единственный экземпляр должен расширяться путем порождения подклассов, и клиентам нужно иметь возможность работать с расширенным экземпляром без модификации своего кода

[править] Пример реализации

[править] Пример Java

public class MySingleton {
    private static MySingleton ourInstance = null;
 
    private MySingleton () {
    }
 
    public static final MySingleton getInstance() {
        if( null == ourInstance )
            ourInstance = new MySingleton();
        return ourInstance;
    }
}

[править] Пример C++

Возможная реализация на C++ (известная как синглтон Мейерса), где одиночка представляет собой статический локальный объект (важно: это решение не потоко-безопасно и приводится только для того, чтобы показать как устроен шаблон, а не для реального использования в крупномасштабных программных проектах).

template<typename T> class Singleton
 {
 
   public:
     static T& Instance()
     {
         static T theSingleInstance; // у класса T есть конструктор по умолчанию
         return theSingleInstance;
     }
 };
 
 class OnlyOne : public Singleton<OnlyOne>
 {
     //.. интерфейс класса
 };

[править] Пример C#

using System;
using System.Collections;
using System.Threading;
 
namespace Singleton
{
 class MainApp
 {
  static void Main()
  {
   LoadBalancer b1 = LoadBalancer.Instance();
   LoadBalancer b2 = LoadBalancer.Instance();
   LoadBalancer b3 = LoadBalancer.Instance();
   LoadBalancer b4 = LoadBalancer.Instance();
 
   // Same instance?
   if (b1 == b2 && b2 == b3 && b3 == b4)
   {
    Console.WriteLine("Same instance\n");
   }
 
   // All are the same instance -- use b1 arbitrarily
   // Load balance 15 server requests
   for (int i = 0; i < 15; i++)
   {
    Console.WriteLine(b1.Server);
   }
 
   // Wait for user
   Console.Read();    
  }
 }
 
 // "Singleton"
 class LoadBalancer
 {
  private static LoadBalancer instance;
  private ArrayList servers = new ArrayList();
 
  private Random random = new Random();
 
  // Lock synchronization object
  private static object syncLock = new object();
 
  // Constructor (protected)
  protected LoadBalancer()
  {
   // List of available servers
   servers.Add("ServerI");
   servers.Add("ServerII");
   servers.Add("ServerIII");
   servers.Add("ServerIV");
   servers.Add("ServerV");
  }
 
  public static LoadBalancer Instance()
  {
   // Support multithreaded applications through
   // 'Double checked locking' pattern which (once
   // the instance exists) avoids locking each
   // time the method is invoked
   if (instance == null)
   {
    lock (syncLock)
    {
     if (instance == null)
     {
      instance = new LoadBalancer();
     }
    }
   }
   return instance;
  }
 
  // Simple, but effective random load balancer
  public string Server
  {
   get
   {
    int r = random.Next(servers.Count);
    return servers[r].ToString();
   }
  }
 }
}

[править] Пример PHP 4

<?php
class Singleton {
 
function Singleton( $directCall = true )     {
        if ( $directCall ) {
            trigger_error("Нельзя использовать конструктор для создания класса Singleton. 
                           Используйте статический метод getInstance ()",E_USER_ERROR);
        }
        //TODO: Добавьте основной код конструктора здесь
    }
 
    function &getInstance() {
        static $instance;
        if ( !is_object( $instance ) ) {
            $instance = new Singleton( false );
        }
        return $instance;
    }
}
?>

[править] Пример PHP 5

<?php
class Singleton {
  // object instance
  private static $instance;
 
  private function __construct() {}
 
  private function __clone() {}
 
  public static function getInstance() {
    if (self::$instance === null) {
      self::$instance = new self;
    }
    return self::$instance;
  }
 
  public function doAction() {
    ...
  }
}
 
//usage
Singleton::getInstance()->doAction();
?>

[править] Пример на Delphi

Синглетон на диаграмме классов

unit Unit1;
 
 interface
 
 type
   TSingleton = class
   strict private
     constructor Create;
 
   class var
     FInstance: TSingleton;
 
   public
     class function GetInstance: TSingleton;
   end;
 
 implementation
 
 constructor TSingleton.Create;
 begin
   inherited;
 end;
 
 class function TSingleton.GetInstance: TSingleton;
 begin
   if FInstance = nil then
   begin
     FInstance := TSingleton.Create();
   end;
   Result := FInstance;
 end;
 
 end.

[править] Пример на языке Io

‎

Singleton := Object clone
Singleton clone := Singleton

[править] Пример на языке Ruby

‎

class 
  private_class_method :new    # прячем стандартный метод new
 
  @@instance = nil
 
  def self.getInstance
    @@instance = new unless @@instance
    @@instance
  end
end