設計模式複習筆記(單件)

 Intent
保證一個類只有一個執行個體，並且提供對該執行個體的一個全域訪問點。

Motivation
對某些類來說，確保只有一個執行個體是非常重要的。雖然系統中可以由多台印表機，但是應該只有一個印表機假離線(spooler)(如來熊評論：是誰把spooler翻譯成假離線的？實在是晦澀之極，相應的是不是還有真離線呢？其實直接翻譯成“調度器”不是更容易接受嗎？)。應該只有一個檔案系統和一個視窗管理器。一個數位過濾器中只有一個A/D轉換器。一家公司只能由一套會計系統。

我們怎樣確保一個類只有一個執行個體，同時該執行個體可以很容易被訪問到？一個全域變數是一個對象隨處可被訪問，但是並不能保證不會有多個對象被執行個體化。

更好地解決方案是讓這個類自己負責跟蹤自己的執行個體，自己確保不會有其他的執行個體被建立(截住建立新對象的請求)，自己提供訪問實力的方法。這就是單件(Singleton)模式。

Applicability
1. 一個類必須確保僅有一個執行個體，向Client提供公開(well-known)的訪問點。
2. 當該執行個體需要通過子類化進行擴充時，Client應該不需要修改代碼就可以直接使用擴充後的執行個體。

Structure

Participants
-Singleton
定義了一個Instance操作，可以讓Client訪問唯一的執行個體。Instance是一個類操作。(對C++來說，就是一個靜態成員函數)。
可以負責建立自己的唯一執行個體。

Collaborations
Client訪問單件執行個體完全通過單件的Instance操作進行。

Consequences
-好處
1。 控制對唯一執行個體的訪問
    因為單件類封裝了唯一執行個體，可以對Client如何以及何時訪問該執行個體進行嚴格地控制。

2。減少名字空間的佔用。
    單件模式是對全域變數的一個改進。可以避免使用全域變數儲存唯一執行個體對名字空間造成的汙染。

3。允許對操作和表達進行精化
    單件類可以子類化，並且很容易將應用程式配置成使用該擴充後執行個體的方式運行。可以在應用程式運行時配置成需要的執行個體。

4。允許可變數目的執行個體。
    單件模式允許單件類的多個執行個體存在。此外，你可以使用相同的方式來控制應用程式使用的執行個體數目。只需要修改提供對執行個體訪問的操作就可以了。

5。比類操作更靈活
    提供單件功能的另外一個辦法就是使用類操作(對C++來說就是靜態成員函數)。但是這些語言技術使得修改設計以支援多個執行個體變得困難。此外，C++的靜態成員函數不能是virtual的，這樣就無法通過overriding的子類化來實現多態。