Одиночка (шаблон проектирования)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Шаблон проектирования
Одиночка
Singleton
Тип:

порождающий

Плюсы:

контролируемый доступ к единственному экземпляру

Минусы:
  • глобальные объекты могут быть вредны для объектного программирования, в некоторых случаях приводя к созданию немасштабируемого проекта;
  • усложняет написание модульных тестов и следование TDD.
Описан в Design Patterns

Да

Одиночка (англ. Singleton) — порождающий шаблон проектирования, гарантирующий, что в однопоточном приложении будет единственный экземпляр класса с глобальной точкой доступа.

Цель[править | править вики-текст]

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.

Глобальный «одинокий» объект — именно объект, а не набор процедур, не привязанных ни к какому объекту — бывает нужен:

  • если используется существующая объектно-ориентированная библиотека;
  • если есть шансы, что один объект когда-нибудь превратится в несколько;
  • если интерфейс объекта (например, игрового мира) слишком сложен, и не стоит засорять основное пространство имён кучей функций;
  • если, в зависимости от каких-нибудь условий и настроек, создаётся один из нескольких объектов. Например, в зависимости от того, ведётся лог или нет, создаётся или настоящий объект, пишущий в файл, или «заглушка», ничего не делающая.

Такие объекты можно создавать и при инициализации программы. Это может приводить к таким трудностям:

  • Если объект нужен уже при инициализации, его может затребовать раньше, чем он будет создан.
  • Бывает, что объект нужен не всегда. В таком случае его создание можно и пропустить.

Плюсы[править | править вики-текст]

  • контролируемый доступ к единственному экземпляру.

Минусы[править | править вики-текст]

  • глобальные объекты могут быть вредны для объектного программирования, в некоторых случаях приводят к созданию немасштабируемого проекта;
  • усложняет написание модульных тестов и следование TDD.

Применение[править | править вики-текст]

  • 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.
Singleton classdia.png

Примеры использования[править | править вики-текст]

  • Ведение отладочного файла для приложения.

Примеры реализации[править | править вики-текст]

Пример на Java 1.6: Без внутренних классов (ленивая несинхронизированная реализация).[править | править вики-текст]

Пример на Java 1.5: Initialization on Demand Holder[править | править вики-текст]

Пример на Java 1.5: Enum singleton[править | править вики-текст]

Пример на Python[править | править вики-текст]

Пример на C++[править | править вики-текст]

Ниже приведена одна из возможных реализаций синглтона на C++ (известная как синглтон Майерса), где одиночка представляет собой статический локальный объект. Важным моментом является то, что конструктор класса объявлен как private, что позволяет предотвратить создание экземпляров класса за пределами его реализации. Помимо этого, закрытыми также объявлены конструктор копирования и оператор присваивания. Последние следует объявлять, но не определять, так как это позволяет в случае их случайного вызова из кода получить легко обнаруживаемую ошибку компоновки. Отметим также, что приведенный пример не является потокобезопасным в С++03, для работы с классом из нескольких потоков нужно защитить переменную theSingleInstance от одновременного доступа, например, с помощью мьютекса или критической секции. Впрочем, в C++11 синглтон Майерса является потокобезопасным и без всяких блокировок.

Ещё один пример реализации одиночки на C++ с возможностью наследования для создания интерфейса, каркасом которого послужит, собственно, одиночка. Временем «жизни» единственного объекта удобно управлять, используя механизм подсчета ссылок.

Пример на C#[править | править вики-текст]

Пример на PHP 4[править | править вики-текст]

Пример на PHP 5[править | править вики-текст]

Пример на Delphi[править | править вики-текст]

Для Delphi 2005 и выше подходит следующий пример (не потоко-безопасный):

Для более ранних версий следует переместить код класса в отдельный модуль, а объявление Instance заменить объявлением глобальной переменной в его секции implementation (до Delphi 7 включительно секции class var и strict private отсутствовали).

Пример на языке Io[править | править вики-текст]

Пример на языке Ruby[править | править вики-текст]

Пример на Common Lisp[править | править вики-текст]

Пример на VB.NET[править | править вики-текст]

Пример на Perl[править | править вики-текст]

Пример на ActionScript 3[править | править вики-текст]

Пример на CoffeeScript[править | править вики-текст]

Пример на JavaScript с инкапсуляцией[править | править вики-текст]

Пример на Objective-C[править | править вики-текст]

См. также[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]