第3章 單例模式

1、常文萃常文萃*一個多文檔一個多文檔MDI應(yīng)用程序應(yīng)用程序*只生成一個對象只生成一個對象*新的問題及改進(jìn)方案新的問題及改進(jìn)方案*單例單例模式模式*C+實現(xiàn)單例實現(xiàn)單例*靜態(tài)初始化靜態(tài)初始化一、問題描述一、問題描述 寫一個寫一個MDI（Multiple Document Interface）窗體程序，包含）窗體程序，包含兩個窗體，其中一個是兩個窗體，其中一個是“工具箱工具箱”窗體，單擊菜單命令時生成一窗體，單擊菜單命令時生成一個工具箱。個工具箱。二、初步實現(xiàn)二、初步實現(xiàn)1.新建項目新建項目選擇選擇“Windows窗體應(yīng)用程窗體應(yīng)用程序序”；2.輸輸入項目名稱入項目名稱選擇存儲位置選擇存儲位置確定；

2、確定；3.設(shè)設(shè)置窗體的置窗體的IsMdiContainer屬性為屬性為true，或者或者雙擊窗體后寫如雙擊窗體后寫如下代碼：下代碼：private void Form1_Load(object sender, EventArgs e) this.IsMdiContainer = true; 4.在窗體上建在窗體上建立一個菜單立一個菜單ToolStripMenuItem ToolBox作為啟動作為啟動工具箱的按工具箱的按鈕：雙擊鈕：雙擊“工具箱工具箱”面板上的面板上的“菜單和工具欄菜單和工具欄”中的中的“MenuStrip”，生成一個菜單項，生成一個菜單項，單單擊擊 選擇選擇“MenuItem”

3、，在，在屬性窗口修改其屬性窗口修改其Text屬性為屬性為“工具箱工具箱”；5.“項目項目”菜單中菜單中“添加添加Windows窗體窗體”，輸入名稱，輸入名稱“FormToolbox.cs”添加；添加；6.設(shè)設(shè)置新置新窗體的窗體的FormBorderStyle屬性為屬性為“FixedToolWindow”，“Size”屬性為屬性為123（寬），（寬），290（高）；（高）；7.在新窗在新窗體設(shè)體設(shè)計窗口中，雙擊計窗口中，雙擊“工工具具箱箱”面板上面板上“公公共共控件控件”中的中的“Button”，生成一個按鈕，然后復(fù)制出來兩個按鈕，生成一個按鈕，然后復(fù)制出來兩個按鈕，分別設(shè)置他們的分別設(shè)置他們的

4、Text屬性為：工屬性為：工具一、工具二、工具具一、工具二、工具三；三；8.在在“解決方案資源管理器解決方案資源管理器”中雙擊中雙擊“Form1.cs”打開打開Form1窗窗體，雙體，雙擊菜擊菜單單欄的圖標(biāo)打欄的圖標(biāo)打開代碼窗口開代碼窗口。光標(biāo)定位在下列事件中：光標(biāo)定位在下列事件中：private void toolStripMenuItem1_Click(object sender, EventArgs e) 9.在函數(shù)體中在函數(shù)體中輸入以下代碼輸入以下代碼： FormToolbox ftb = new FormToolbox(); ftb.MdiParent = this; ftb.Sho

5、w();10. 運行程序。單擊工具箱可以彈出工具箱窗體。多次單擊，多運行程序。單擊工具箱可以彈出工具箱窗體。多次單擊，多次彈出。次彈出。三、三、只生成一個對象只生成一個對象為了使工具箱只出現(xiàn)一次，可以在單擊事件中判斷這個工具箱窗體是為了使工具箱只出現(xiàn)一次，可以在單擊事件中判斷這個工具箱窗體是不是出現(xiàn)過。因此，對不是出現(xiàn)過。因此，對ftb的定義應(yīng)該放在事件之前。同時修改代碼的定義應(yīng)該放在事件之前。同時修改代碼如下：如下：private FormToolbox ftb;private void toolStripMenuItem1_Click(object sender, EventArgs e)

6、 if (ftb = null) ftb = new FormToolbox(); ftb.MdiParent = this; ftb.Show(); 四、增加工具按鈕，運行時單擊工具按鈕也可以實例化工具箱窗體。四、增加工具按鈕，運行時單擊工具按鈕也可以實例化工具箱窗體。1.右擊右擊“解決方案資源管理器解決方案資源管理器”中的中的“Form1.cs”，選，選“打開打開”；2.在工具箱中雙擊在工具箱中雙擊“菜單和工具欄菜單和工具欄”中的中的“ToolStrip”,在生成的圖標(biāo)在生成的圖標(biāo)處單擊選處單擊選”Button”；3. 再雙擊該圖標(biāo)進(jìn)入代碼窗口，寫如下代碼：再雙擊該圖標(biāo)進(jìn)入代碼窗口，寫如下

7、代碼： private void toolStripButton1_Click(object sender, EventArgs e) if (ftb = null) ftb = new FormToolbox(); ftb.MdiParent = this; ftb.Show(); 4. 運行程運行程序序分析存在問題：分析存在問題：（1）運行時，若關(guān)閉了工具箱窗體就再也彈不出來，）運行時，若關(guān)閉了工具箱窗體就再也彈不出來， 原因是關(guān)閉了原因是關(guān)閉了的窗口資源已釋放，但并不為的窗口資源已釋放，但并不為null，其其IsDisposed屬性為屬性為true。（2）代碼重復(fù)，若要五個地方都需要實例

8、化代碼重復(fù)，若要五個地方都需要實例化“工具箱工具箱”窗體得重復(fù)窗體得重復(fù)五次相同的代碼，且若有小五次相同的代碼，且若有小bug，需要改變五個地方，需要改變五個地方。五、封裝實例化工具箱的代碼為一個方法五、封裝實例化工具箱的代碼為一個方法 private void openToolbox() if (ftb = null | ftb.IsDisposed) ftb = new FormToolbox(); ftb.MdiParent = this; ftb.Show(); 相關(guān)相關(guān)代碼改進(jìn)為：代碼改進(jìn)為： private FormToolbox ftb; private void toolStr

9、ipMenuItem1_Click(object sender, EventArgs e) openToolbox(); private void toolStripButton1_Click(object sender, EventArgs e) openToolbox(); private void openToolbox() if (ftb = null|ftb.IsDisposed) ftb = new FormToolbox(); ftb.MdiParent = this; ftb.Show(); 五五、由工具箱窗體自己決定是否生成實例、由工具箱窗體自己決定是否生成實例 在在Form

10、1.cs中判斷是否彈出工具箱窗體不合適，應(yīng)該由工具箱窗體自己決中判斷是否彈出工具箱窗體不合適，應(yīng)該由工具箱窗體自己決定。為此，需要在定。為此，需要在FormToolbox.cs中將構(gòu)造函數(shù)改為中將構(gòu)造函數(shù)改為私有私有，不允許外部程序，不允許外部程序?qū)嵗嵗?具體做法是：右擊具體做法是：右擊FormToolbox.cs，選選擇擇“查查看代看代碼碼”，修改如下：，修改如下： private static FormToolbox ftb = null; /新增加的代碼新增加的代碼 private FormToolbox( ) /被修改的構(gòu)造函數(shù)被修改的構(gòu)造函數(shù) InitializeCom

11、ponent(); public FormToolbox ( ) /新增加的代新增加的代碼碼,注意注意 if (ftb = null | ftb.IsDisposed) ftb = new FormToolbox( ); ftb.MdiParent = Form1.ActiveForm ; return ftb; 同時，應(yīng)該修改掉同時，應(yīng)該修改掉原來寫在原來寫在Form1.cs中的相應(yīng)代中的相應(yīng)代碼如下：碼如下： private void toolStripMenuItem1_Click(object sender, EventArgs e) FormToolbox .GetInstance(

12、 ).Show( ); private void toolStripButton1_Click(object sender, EventArgs e) FormToolbox .GetInstance( ).Show( ); 并去掉原來的并去掉原來的openToolbox( )方法。方法。六六、單例模式、單例模式單例模式單例模式（Singleton）保證一個類僅有一個實例，并提供保證一個類僅有一個實例，并提供一個訪問它的全局訪問點。一個訪問它的全局訪問點。單單例模式的例模式的要要點點：1. 1. 某某個類只能有一個實例個類只能有一個實例；2. 2. 它它必須自行創(chuàng)建這個實例必須自行創(chuàng)建這個實例

13、；3. 3. 它它必須自行向整個系統(tǒng)提供這個實例必須自行向整個系統(tǒng)提供這個實例。單單例模式是一種對象創(chuàng)建型模式。單例模式又名例模式是一種對象創(chuàng)建型模式。單例模式又名單件模式單件模式或或單單態(tài)模式態(tài)模式。建建立一個控制臺應(yīng)用程序，編寫如下類代碼：立一個控制臺應(yīng)用程序，編寫如下類代碼： class Singleton private static Singleton instance; private Singleton( ) / public static Singleton GetInstance( ) if (instance = null) instance = new Singleton

14、( ); return instance; 客戶端代碼如下：客戶端代碼如下： static void Main(string args) Singleton s1 = Singleton.GetInstance( ); Singleton s2 = Singleton.GetInstance( ); if (s1 = s2) Console.WriteLine(兩個對象是相同的實例兩個對象是相同的實例.); Console.Read(); 運行程序，分析結(jié)果。運行程序，分析結(jié)果。C+代碼：代碼：#includeusing namespace std;class Singleton privat

15、e: static Singleton *instance; Singleton() cout+endl; public: static Singleton * GetInstance( ) if(instance=NULL) instance =new Singleton(); return instance; ;Singleton * Singleton:instance =NULL;int main( ) Singleton *s1=Singleton:GetInstance(); Singleton *s2=Singleton:GetInstance(); if(s1=s2) cout

16、兩個實例相同兩個實例相同！endl; return 0;七、靜態(tài)初始化七、靜態(tài)初始化進(jìn)進(jìn)程程：正在運行中的程序稱為進(jìn)程。：正在運行中的程序稱為進(jìn)程。線程線程：一個進(jìn)程可以分成若干個獨立的執(zhí)行流，稱為線程。線程是操：一個進(jìn)程可以分成若干個獨立的執(zhí)行流，稱為線程。線程是操作系統(tǒng)向其分配處理時間的基本單位，可以獨立占用處理器的時間片，作系統(tǒng)向其分配處理時間的基本單位，可以獨立占用處理器的時間片，同一進(jìn)程中的線程可以共享該進(jìn)程的資源的內(nèi)存空間。每一個進(jìn)程至同一進(jìn)程中的線程可以共享該進(jìn)程的資源的內(nèi)存空間。每一個進(jìn)程至少包含一個線程。少包含一個線程。靜靜態(tài)初始化態(tài)初始化方法可解決多線程環(huán)境下避免生成多個實

17、例的問題。方法可解決多線程環(huán)境下避免生成多個實例的問題。public sealed class Singleton private static readonly Singleton instance = new Singleton( ); private Singleton( ) public static Singleton GetInstance() return instance; 客客戶端程序不變，測試代碼。戶端程序不變，測試代碼。八、單例模式的優(yōu)八、單例模式的優(yōu)缺缺點點1.1.優(yōu)點優(yōu)點提提供了對唯一實例的受控訪問供了對唯一實例的受控訪問。因為單例類封裝了它的唯一實例，。因為單例類封

18、裝了它的唯一實例，所以它可以嚴(yán)格控制客戶怎樣以及何時訪問它，并為設(shè)計及開發(fā)團(tuán)所以它可以嚴(yán)格控制客戶怎樣以及何時訪問它，并為設(shè)計及開發(fā)團(tuán)隊提供了共享的概念。隊提供了共享的概念。由于在系統(tǒng)內(nèi)存中只存在一個對象，因此由于在系統(tǒng)內(nèi)存中只存在一個對象，因此可以節(jié)約系統(tǒng)資源可以節(jié)約系統(tǒng)資源，對于，對于一些需要頻繁創(chuàng)建和銷毀的對象，單例模式無疑可以提高系統(tǒng)的性一些需要頻繁創(chuàng)建和銷毀的對象，單例模式無疑可以提高系統(tǒng)的性能。能。允許可變數(shù)目的實例允許可變數(shù)目的實例。我們可以基于單例模式進(jìn)行擴(kuò)展，使用與單。我們可以基于單例模式進(jìn)行擴(kuò)展，使用與單例控制相似的方法來獲得指定個數(shù)的對象實例。例控制相似的方法來獲得指定個數(shù)的對象實例。2 2. .缺缺點點由于單例模式中沒有抽象層，因此由于單例模式中沒有抽象層，因此單例類的擴(kuò)展有很大的困單例類的擴(kuò)展有很大的困難難。單例類的職責(zé)過重單例類的職責(zé)過重，在一定程度上違背了，在一定程度上違背了“單一職責(zé)原則單一職責(zé)原則”。因為單例類既充當(dāng)了工廠角色，提供了工廠方法，同時又充當(dāng)因為單例類既充當(dāng)了工廠角色，提供了工廠方法，同時又充當(dāng)了產(chǎn)品角色，包含一些業(yè)務(wù)方法，將產(chǎn)品的創(chuàng)建和產(chǎn)品的本身了產(chǎn)品角色，包含一些業(yè)務(wù)方法，將產(chǎn)品的創(chuàng)建和產(chǎn)品的本身的功能融合到一起。的功能融合到一起。濫用單例將帶來一些負(fù)面問題濫用單例將帶來一些負(fù)面問題，如為了節(jié)省資源將