單件模式之土著人的可樂瓶

話說一群土著人生活地球的某個不為人知的地方，他們過著和諧、快樂的日子。但是好景不長，一只從天上掉下來的玻璃瓶打破了這美好的時光。這只玻璃瓶用處非常廣泛，有的土著人用它來砸地瓜，有的用它來吹口哨，有的用它來擀蛇皮……，漸漸地大家干活、娛樂都離不開它了，於是產生了爭搶使用可樂瓶的情況，為了獲得原有的和諧氣氛，一個土著人決定扔掉這個瓶子……

劇情講完了，我們先為這個瓶子定義一個類：

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
};

我們定義一個土著人A類，假設他只用玻璃瓶砸地瓜:

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

我們再定義一個土著人B類，假設他只用玻璃瓶吹口哨:

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

現在我們定義土著人A、B類的對象，讓他們執行UseBottle：int main(int argc, char* argv[])
{
　　A a;
　　B b;
　　a.UseBottle();//執行Knock
　　b.UseBottle();//執行blow
　　return 0;
}

我們來執行一下，看看結果：

圖一 執行結果

執行結果跟我們預期的一樣，這就是傳說中的類單件，土著人A用它來砸地瓜，土著人B用它來吹口哨。我個人對類單件的理解是這樣的，類單件是對相似的函數塊、功能塊或其他模塊進行封裝，盡量不涉及類的屬性。像二進制，十進制，十六進制字符串進行相互轉換的函數，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類，這樣用也是可以的，但我們還可以把它設計得更好。在《深入淺出設計模式》中是這樣定義單件模式的：確保一個類只有一個實例，並提供全局訪問點。下面我們根據該定義對CGlassBottle類進行改進：

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

對土著人A、B類進行相應的修改：

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();
　　};
};

很多時候我們不希望s_GlassBottle暴露出來，而更希望通過函數調用來獲取，於是增加一個獲取s_GlassBottle的函數，同時把GlassBottle搞成私有靜態成員，具體如下：

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;//定義
protected:
　　bool m_bUsed;//是否正在被使用
};

土著人 A、B類在UseBottle()時進行如下修改：class A//土著人A
{
public:
　　void UseBottle()
　　{
　　　　CGlassBottle::GetInstance()->OnKnock();
　　};
};
class B//土著人B
{
public:
　　void UseBottle()
　　{
　　　　CGlassBottle::GetInstance()->OnBlow();
　　};
};

可能許多朋友都聽說過延遲實例化這個概念，那我們這裡也玩玩這個概念：

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;//定義
　　　　　　return &s_GlassBottle;
　　　　}
　　protected:
　　　　bool m_bUsed;//是否正在被使用
};

其實我也偏好這種用法，不知道在多線程下面會不會有問題（我只在單線程下玩，所以還沒有發現過問題）。但是你會發現在調用GetInstance()的時候必須要在前面加上CGlassBottle::，在調用時像下面這樣：

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

這是不是會讓人覺得啰嗦呢，至少對我來說很啰嗦，但我們還可以像下面這麼處理：

#define GetGlassBottle() CGlassBottle::GetInstance()

用的時候就這麼用“GetGlassBottle()->Knock();”,當然還可以對CGlassBottle進行改進，不知道這叫不叫改進：

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

現在可以這樣用了：

GetGlassBottle()->OnKnock();

這樣看起來是不是舒服多了。

我這個人比較懶，一直喜歡像下面這樣用，因為一直沒有出現過問題，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;//定義
　　return &s_GlassBottle;
}

文章到此結束，如有不妥之處，請來信告知。

參考文獻：

1.《設計模式－可復用面向對象軟件的基礎》-- 李英軍等譯

2.《深入淺出設計模式》-- Eric Freeman，Elisabeth Freeman，^Kathy Sierra & Bert Bates著

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