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 однопроцессном приложении будет единственный экземпляр некоторого класса, и предоставляющий глобальную точку доступа к этому экземпляру.

Цель[править | править код]

У класса есть только один экземпляр, и он 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 большим количеством 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 следующим трудностям:

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

Плюсы[править | править код]

  • контролируемый доступ к единственному экземпляру.

Минусы[править | править код]

  • 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 код]

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

Примеры использования[править | править код]

  • Ведение отладочного файла для приложения.
  • В любом приложение для iOS существует класс AppDelegate, являющийся делегатом приложения. Хотя сама Apple заявляет, что синглтон является антипаттерном проектирования, он повсеместно используется самой Apple.

Примеры реализации[править | править код]

Java 1.6[править | править код]

Java 1.6[править | править код]

Java[править | править код]

Java[править | править код]

Java 1.5[править | править код]

Java 1.5[править | править код]

Python[править | править код]

Из PEP 0318:

C++[править | править код]

Ниже приведена одна из возможных реализаций паттерна Одиночка 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.

C#[править | править код]

PHP 4[править | править код]

PHP 5[править | править код]

PHP 5.4[править | править код]

Delphi[править | править код]

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).

Io[править | править код]

Ruby[править | править код]

Common Lisp[править | править код]

VB.NET[править | править код]

Perl[править | править код]

Perl[править | править код]

ActionScript 3[править | править код]

CoffeeScript[править | править код]

JavaScript[править | править код]

Objective-C[править | править код]

Swift[править | править код]

Scala[править | править код]

См. также[править | править код]

Литература[править | править код]

  • Алан Шаллоуей, Джеймс Р. Тротт Шаблоны проектирования. Новый подход к объектно-ориентированному анализу и проектированию = Design Patterns Explained: A New Perspective on Object-Oriented Design. — М.: «Вильямс», 2002. — С. 288. — ISBN 0-201-71594-5.
  • Эрик Фримен, Элизабет Фримен. Паттерны проектирования = Head First Design Patterns. — СПб: Питер, 2011. — 656 с. — ISBN 978-5-459-00435-9.

Ссылки[править | править код]

Примечания[править | править код]