单例,应用程序委托和顶层数据-优快云博客

本文深入探讨了Cocoa编程中全局变量的使用场景及其弊端，强调了单例模式在管理全局状态时的优越性和灵活性。文章详细解释了如何在Cocoa框架下实现单例，提供了避免过度依赖全局变量和顶层对象的方法，以维护程序结构的清晰和模块化。

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原文地址：http://cocoawithlove.com/2008/11/singletons-appdelegates-and-top-level.html

如果你的某个类需要实现单例模式，那么应该在哪里实现？你应该如何管理和控制它？不同的实现方式有不同的优缺点。

全局变量简介

它们令人害怕

全局变量对于老练的程序员来说是令人不愉快的东西。他们认为，如果程序中充斥着全局变量（本来应该是局部变量）是一种结构上的失败，程序将完全不受控制。

本文将全面介绍全局变量的声明和使用。

它们必不可少

事实上，程序中需要这些全局状态，全局变量必不可少。如果变量符合下列条件，则它应当是一个全局变量：

没有任何对象拥有该对象，需要管理它或者要对它负责；
在整个程序中，该对象只有一个；
它不是常量（比如字符串或者数字）。

如果这些全都符合，那么你应该使用全局变量。

如果你还不明白，那么于此相反的情况（不是全局变量）应该是：

接受对象管理的成员变量；
接受对象管理的集合的成员（们）；
一个#define宏或者常量（常量属于编译器状态，而不是代码）

在Cocoa中，它们并不是真正的全局变量

事实上,我将提到的这些在Cocoa中所谓的全局变量并不是纯粹标准C中的全局变量，但在Cocoa中，我们完全可以用这些方法作为全局变量使用。

我将提到顶级成员对象（即application delegate的成员），以及单例对象。

并解释，为什么它们会被认为是全局对象：

应用程序对象是最先构造的对象，而其它对象按照不同层级先后依次构造，因此顶级对象的作用域是整个应用程序（就像一个全局对象）。应用程序委托被认为是应用程序对象的衍生（对于你永远不重载application类时尤其如此）。
一个单例对象只能被分配一次（并且不可被删除）——因此它是类的唯一的全局实例。单例对象其实是以全局变量的形式储存的，它们永远不会用Objective C的方式访问（它们是以类方法的方式访问的），至少在实现中提供一些抽象方法。

应用程序委托和应用程序控制器

Cocoa程序员应知道，MainMenu.xib文件中创建了一个应用程序委托对象：

对于iPhoneSDK，则在MainWindow.xib文件。

在applicationDidFinishLaunching方法中，可以初始化一个可全局访问的变量：

- (void)applicationDidFinishLaunching:(NSNotification *)aNotification

{

myGlobalObject = [[MyGlobalObject alloc] init];

}

假设myGlobalObject有一个getter方法，通过这种方式你就可以访问这个对象：

[[NSApp delegate] myGlobalObject]

或者（iPhone中）:

[[UIApplication sharedApplication].delegate myGlobalObject]

由于delegate返回的是id类型（而不是你真实的delegate的类型），你需要把myGlobalObject的声明为属性，并个且把delegate对象用括号括住并转换为你真正的应用程序委托类，比如：

((MyAppDelegate *)[UIApplication sharedApplication].delegate).myGlobalObject

当然，我看到有人在应用程序委托头文件种使用宏来定义委托对象：

#define UIAppDelegate \

((MyAppDelegate *)[UIApplication sharedApplication].delegate)

然后用：

UIAppDelegate.myGlobalObject

来访问顶层对象(记住import 该头文件).

使用应用程序委托的弊处

上面的做法是可行的，但在我的程序中，我从不在应用程序委托中做除了这些以外的事情：

NSApplication委托方法（从applicationDidFinishLaunching:方法直到application的finalize方法）
不在windows菜单条中的菜单事件处理（例如“Preferences”菜单）

使用你的AppDelegate对象去管理你的全局对象是件糟糕的事情，因为你容易把太多的东西放到顶层对象中去，AppDelegate会因此庞大、结构紊乱。这有违设计模式，被称作Big Ball of Mud（一团乱泥）。

它有损程序的结构表现在两方面。首先是封装。AppDelegate只应该关注AppDelegate的内容（比如NSApplication对象和相关状态）。如果把其他对象相关的数据放到其中，就会强行干扰其他对象的自我控制。

其次是关注分离。保管、管理程序中非应用程序相关的变量不是AppDelegate的职责。一个设计良好的程序应该将类组织在完全分离、自包含的对象内，把任何对象都放到AppDelegate中违反了这一思维。

Cocoa的单例

要实现封装，应该把全局数据创建到类中作为单独的模块。通过单例达到这一目的。

Apple有一个最基本的单例实现方式： Creating a Singleton Instance.

我个人习惯于把这些单例方法放到宏中，你可以从这里下载到我的宏定义文件：

SynthesizeSingleton.h file

如果你在类实现中导入了SynthesizeSingleton.h头文件，则你可以使用语句：

SYNTHESIZE_SINGLETON_FOR_CLASS(MyClassName);

将该语句置于@implementation MyClassName声明后，这样你的类自动会变成单例。

还需要加入这一句到MyClassName的头文件中：

+ (MyClassName *)sharedMyClassName;

这样当其他源文件导入MyClassName.h后才能找到单例的访问方法。

一旦类成为单例，你可以使用下面的语句访问单例对象：

[MyClassName sharedMyClassName];

注意:单例对象不需要显式地alloc和init（在第一此访问时会自动调用alloc和init），但如果你想实行初始化动作时仍然要实现默认的init方法。

单例的好处

设计良好的单例是分离的、自管理的对象。在AppDelegate中的变量与delegate对象毫无类似，一个单例只关注它自身的角色和职责。在Xcode中打开Mac OSX10.5文档，搜索shared开头的单词，可以看到苹果使用了单例模式创建“manager”对象，允许你get、set和操作程序中只创建一次的对象。

而且，单例通过方法进行访问，在某些实现中有一些抽象的实现——你可以从真单例模式转换为基于独立线程的实现，而不用改动接口部分。

结论

除非必要，不要使用全局变量。程序中绝大多数数据都有明显的非顶级对象的“父对象”。单例及顶级对象只应当包含真正属于顶级对象的数据。

Cocoa单例在有时候是有用的和有弹性的。你可以让AppDelegate保有顶级数据，但尽可能将范围限制于MainMenu.xib构造的对象。