SINGLETON(单件)——对象创建型模式

意图：主要是为了保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

适用性：

当一个类不知道它所必须创建的对象的类的时候。

当一个类希望由它的子类来指定它所创建的对象的时候。

结构图：

 

实现：

1）保证一个唯一的实例

Singleton模式，用C++实现的一个很简单的例子。一台计算机运行中的操作系统理解为类COSSingleton的唯一实例，在系统启动时，只有一个操作系统被创建。做到这一点只需要在COSSingleton类中声明一个类操作（即一个静态成员函数），由它保证只有一个实例被创建。

class COSSingleton
{
public:
    static COSSingleton* Instance();
    virtual void ShowOSVersion();
protected:
    COSSingleton(void);
private:
    static COSSingleton* _instance;
};

它包含了一个指向它的唯一实例的指针。注意构造函数的访问控制为protected，这是为了扩展性（子类继承），而又不打破Singleton模式的意图不能创建多个实例。 相应的实现如下：

COSSingleton* COSSingleton::_instance = NULL;

void COSSingleton::ShowOSVersion()
{
    std::cout<<"Unknow";
}

COSSingleton* COSSingleton::Instance()
{
    if (_instance==NULL)
    {
        _instance = new COSSingleton();
    }
    return _instance;
}

2）创建Singleton类的子类

现在让我们想象，在一个电脑上安装了多个系统，在启动时会提示选择，决定我们进入哪一个系统。事实上，问题就转换为我们要用Singleton的哪一个子类来实例化即将要启动的操作系统。通过参数化子类类型进行选择。重构Instance()函数，代码如下：

static COSSingleton* Instance(int index);

COSSingleton* COSSingleton::Instance(int index)
{
    if (index == 0)
    {
        return new CWinOS();
    }
    else if(1 == index)
    {
        return new CLinuxOS();
    }
    else
    {
        if (_instance==NULL)
        {
            _instance = new COSSingleton();
        }
        return _instance;
    }
}

这样一方面将对象创建延迟到子类进行，一方面保证唯一性。当然这样的实现会随着子类的增多而不堪重负，每次都要修改Instance()函数 。解决办法是使用注册表的方法。事先将子类信息储存或注册，在Instance函数中只进行查找并返回相应的子类实例对象。