单件模式之土著人的可乐瓶

 

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　　话说一群土著人生活地球的某个不为人知的地方，他们过着和谐、快乐的日子。但是好景不长，一只从天上掉下来的玻璃瓶打破了这美好的时光。这只玻璃瓶用处非常广泛，有的土著人用它来砸地瓜，有的用它来吹口哨，有的用它来擀蛇皮……，渐渐地大家干活、娱乐都离不开它了，于是产生了争抢使用可乐瓶的情况，为了获得原有的和谐气氛，一个土著人决定扔掉这个瓶子……
　　剧情讲完了，我们先为这个瓶子定义一个类：

class CGlassBottle  
{
private:
	CGlassBottle();
public:
	virtual ~CGlassBottle();
public:
	static BOOL OnKnock();//砸
	static BOOL OnBlow();//吹
	static BOOL OnRoll();//擀
protected:
	static BOOL s_bUsed;//是否正在被使用
};

　　我们定义一个土著人A类，假设他只用玻璃瓶砸地瓜:

class A//土著人A
{
public:
	void UseBottle()
	{
		CGlassBottle::OnKnock();
	};
};

　　我们再定义一个土著人B类，假设他只用玻璃瓶吹口哨:

class B//土著人B
{
public:
	void UseBottle()
	{
		CGlassBottle::OnBlow();
	};
};

　　现在我们定义土著人A、B类的对象，让他们执行UseBottle：

int main(int argc, char* argv[])
{
	A a;
	B b;
	a.UseBottle();//执行Knock
	b.UseBottle();//执行blow
	return 0;
}

我们来执行一下，看看结果：


图一 执行结果

　　执行结果跟我们预期的一样，这就是传说中的类单件，土著人A用它来砸地瓜，土著人B用它来吹口哨。我个人对类单件的理解是这样的，类单件是对相似的函数块、功能块或其他模块进行封装，尽量不涉及类的属性。像二进制，十进制，十六进制字符串进行相互转换的函数，如:

class CNumFormat
{
private:
	CNumFormat();
public:
	static CString From2TO10(LPCTSTR lpszTxt2);
	static CString From2TO16(LPCTSTR lpszTxt2);
	static CString From10TO2(LPCTSTR lpszTxt2);
	static CString From10TO16(LPCTSTR lpszTxt2);
	static CString From16TO2(LPCTSTR lpszTxt2);
	static CString From16TO10(LPCTSTR lpszTxt2);
};

　　在本例子中的CGlassBottle类，这样用也是可以的，但我们还可以把它设计得更好。在《深入浅出设计模式》中是这样定义单件模式的：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。下面我们根据该定义对CGlassBottle类进行改进：

class CGlassBottle  
{
private:
	CGlassBottle();
public:
	virtual ~CGlassBottle();
public:
	bool OnKnock();//砸
	bool OnBlow();//吹
	bool OnRoll();//擀
public:
	static CGlassBottle s_GlassBottle;//定义
protected:
	bool m_bUsed;//是否正在被使用
};

　　对土著人A、B类进行相应的修改：

class A//土著人A
{
public:
	void UseBottle()
	{
		CGlassBottle::s_GlassBottle.OnKnock();
	};
};
class B//土著人B
{
public:
	void UseBottle()
	{
		CGlassBottle::s_GlassBottle.OnBlow();
	};
};

　　很多时候我们不希望s_GlassBottle暴露出来，而更希望通过函数调用来获取，于是增加一个获取s_GlassBottle的函数，同时把GlassBottle搞成私有静态成员，具体如下：

class CGlassBottle  
{
private:
	CGlassBottle();
public:
	virtual ~CGlassBottle();
public:
	bool OnKnock();//砸
	bool OnBlow();//吹
	bool OnRoll();//擀
public:
	static CGlassBottle* GetInstance()
	{
		return &s_GlassBottle;
	}
private:
	static CGlassBottle s_GlassBottle;//定义
protected:
	bool m_bUsed;//是否正在被使用
};

　　土著人 A、B类在UseBottle()时进行如下修改：

class A//土著人A
{
public:
	void UseBottle()
	{
		CGlassBottle::GetInstance()->OnKnock();
	};
};
class B//土著人B
{
public:
	void UseBottle()
	{
		CGlassBottle::GetInstance()->OnBlow();
	};
};

　　可能许多朋友都听说过延迟实例化这个概念，那我们这里也玩玩这个概念：

	class CGlassBottle  
	{
	private:
		CGlassBottle();
	public:
		virtual ~CGlassBottle();
	public:
		bool OnKnock();//砸
		bool OnBlow();//吹
		bool OnRoll();//擀
	public:
		static CGlassBottle* GetInstance()
		{
			static CGlassBottle s_GlassBottle;//定义
			return &s_GlassBottle;
		}	
	protected:
		bool m_bUsed;//是否正在被使用
};

　　其实我也偏好这种用法，不知道在多线程下面会不会有问题（我只在单线程下玩，所以还没有发现过问题）。但是你会发现在调用GetInstance()的时候必须要在前面加上CGlassBottle::，在调用时像下面这样：

CGlassBottle::GetInstance()->OnKnock();

　　这是不是会让人觉得啰嗦呢，至少对我来说很啰嗦，但我们还可以像下面这么处理：

#define GetGlassBottle() CGlassBottle::GetInstance()

用的时候就这么用“GetGlassBottle()->Knock();”,当然还可以对CGlassBottle进行改进，不知道这叫不叫改进：

class CGlassBottle  
{
private:
	CGlassBottle();
public:
	virtual ~CGlassBottle();
public:
	bool OnKnock();//砸
	bool OnBlow();//吹
	bool OnRoll();//擀
private:
	friend CGlassBottle* GetGlassBottle();

	static CGlassBottle* GetInstance()
	{
		static CGlassBottle s_GlassBottle;//定义
		return &s_GlassBottle;
	}	
protected:
	bool m_bUsed;//是否正在被使用
};
inline CGlassBottle* GetGlassBottle()
{
	return CGlassBottle::GetInstance();
}

　　现在可以这样用了：

GetGlassBottle()->OnKnock();

　　这样看起来是不是舒服多了。
　　我这个人比较懒，一直喜欢像下面这样用，因为一直没有出现过问题，所以用得挺爽：

class CGlassBottle  
{
private:
	CGlassBottle();
public:
	virtual ~CGlassBottle();
public:
	bool OnKnock();//砸
	bool OnBlow();//吹
	bool OnRoll();//擀
private:
	friend CGlassBottle* GetGlassBottle();	
protected:
	bool m_bUsed;//是否正在被使用
};
inline CGlassBottle* GetGlassBottle()
{
	static CGlassBottle s_GlassBottle;//定义
	return &s_GlassBottle;
}

　　文章到此结束，如有不妥之处，请来信告知。

参考文献：
　　1.《设计模式－可复用面向对象软件的基础》-- 李英军等译
　　2.《深入浅出设计模式》-- Eric Freeman，Elisabeth Freeman，^Kathy Sierra & Bert Bates著