基本设计模式：单例模式和工厂模式代码实现

单例模式

      单例模式保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。通常我们可以让一个全局变量使得一个对象被访问，但它不能阻止你实例化多个对象。一个最好的办法是，让类自身负责保存它的唯一实例。这个类可以保证没有其他实例可以被创建，并且它可以提供一个访问该实例的方法。

      也就是说，很多时候我们需要全局的对象，如一个工程中，数据库访问对象只有一个，这时，可以考虑使用单例模式。单例模式比全局对象好还包括：单例类可以继承，如下例中的C++代码。

     单例模式的关键点在于：构造函数私有，静态的GetInstance。

     另外，在C++中必须注意内存的释放。C++、Java、C#中还要注意多线程时的同步问题，另外在多线程可以以合适的方式保证共享变量仅初始化一次

 

以下列出懒汉式的单例模式

C++实现：

class Singleton  
{  
  public:  
    static Singleton * GetInstance()  
    {  
        if(NULL == m_pInstance)  
            m_pInstance = new Singleton();  
        return m_pInstance;  
    }  
    static void Release()                    //必须，否则会导致内存泄露   
    {  
        if(NULL != m_pInstance)  
        {  
            delete m_pInstance;  
            m_pInstance = NULL;  
        }  
    }  
      
   protected:  
     Singleton()  
     {  
         cout<<"C++ Singleton"<<endl;  
     };  
     static Singleton * m_pInstance;  
}; 

Singleton* Singleton::m_pInstance = NULL;  
  
class SingleDraw:public Singleton  
{  
public:  
    static SingleDraw* GetInstance()  
    {  
        if(NULL == m_pInstance)  
            m_pInstance = new SingleDraw();  
        return (SingleDraw*)m_pInstance;  
    }  
protected:  
    SingleDraw()  
    {  
        cout<<"C++ SingleDraw"<<endl;  
    }  
};  
  
int main()  
{  
    SingleDraw* s1 = SingleDraw::GetInstance();  
    SingleDraw* s2 = SingleDraw::GetInstance();  
    s2->Release();  
    return 0;  
}

 

Java实现(这里仅给出类实现部分)：

public class Singleton{

     private static Singleton instance=NULL;
     
     private Singleton(){
          System.out.println("Java Singleton");
     }

     public static Singleton getInstance(){
          if(instance == NULL)
               instance = new Singleton();
          return instance;
     }
}


还有另一种形式： 饿汉单例,也就是,类被加载的时候就已经创建好了单例，相比懒汉式只是加载new的地方发生了改变，这里代码重略

 

饿汉式和懒汉式的比较：

1 饿汉式单例,由于类被加载的时候就将自己实例化,所以,从资源利用的角度来说,饿汉式单例比懒汉式单例效率更差

2 懒汉式单例在实例化的时候,必须处理好多个线程同时引用造成的访问限制问题.也就是,很有可能有两个线程同时去调用了这个获取单例的方法,造成了单例被创建了多次，懒汉式单例模式线程安全问题：假如现在有两个线程A和线程B，线程A执行到 this.singletonPattern = new SingletonPattern()，正在申请内存分配，可能需要0.001微秒，就在这0.001微秒之内，线程B执行到if(this.singletonPattern == null)，你说这个时候这个判断条件是true还是false？是true，那然后呢？线程B也往下走，于是乎就在内存中就有两个SingletonPattern的实例了。所以，在编写懒汉式单例模式时，应注意线程安全问题（由全局变量及静态变量引起的），这里可以用互斥同步的方式去解决。（面试可考的地方）

3 饿汉式单例类可以在Java 语言内实现， 但不易在C++ 内实现，因为静态初始化在C++ 里没有固定的顺序，因而静态的m_instance 变量的初始化与类的加载顺序没有保证，可能会出问题。这就是为什么GoF 在提出单例类的概念时，举的例子是懒汉式的。他们的书影响之大，以致Java 语言中单例类的例子也大多是懒汉式的

 

工厂模式

首先需要说一下工厂模式。工厂模式根据抽象程度的不同分为三种：简单工厂模式（也叫静态工厂模式）、这里所讲述的工厂方法模式、以及抽象工厂模式。工厂模式是编程中经常用到的一种模式。它的主要优点有：

  • 可以使代码结构清晰，有效地封装变化。在编程中，产品类的实例化有时候是比较复杂和多变的，通过工厂模式，将产品的实例化封装起来，使得调用者根本无需关心产品的实例化过程，只需依赖工厂即可得到自己想要的产品。
  • 对调用者屏蔽具体的产品类。如果使用工厂模式，调用者只关心产品的接口就可以了，至于具体的实现，调用者根本无需关心。即使变更了具体的实现，对调用者来说没有任何影响。
  • 降低耦合度。产品类的实例化通常来说是很复杂的，它需要依赖很多的类，而这些类对于调用者来说根本无需知道，如果使用了工厂方法，我们需要做的仅仅是实例化好产品类，然后交给调用者使用。对调用者来说，产品所依赖的类都是透明的。

C++实现：

#include <iostream>

using namespace std;

class IProduct
{
public:
    virtual void productMethod() = 0;
};


class Product:public IProduct
{
public:
    void productMethod() 
    {  
        cout<<"C++ productMethod call"<<endl;  
    }  
};


class IFactory
{
public:
    virtual IProduct* CreateProduct() = 0;
};


class ConcreateFactory:public IFactory
{
public:
   IProduct* CreateProduct()
   {
        IProduct* p = new Product();
        return p;
   }
};

int main()
{
   IFactory* pFactory = new ConcreateFactory();

   IProduct* p = pFactory->CreateProduct();

   p->productMethod();

   delete p;

   return 1;
}


Java实现

interface IProduct {  
    public void productMethod();  
}  
  

class Product implements IProduct {  
    public void productMethod() {  
        System.out.println("Java productMethod call");  
    }  
}  
  

interface IFactory {  
    public IProduct createProduct();  
}  
  

class Factory implements IFactory {  
    public IProduct createProduct() {  
        return new Product();  
    }  
}  
  

public class Client {  
    public static void main(String[] args) {  
        IFactory factory = new Factory();  
        IProduct prodect = factory.createProduct();  
        prodect.productMethod();  
    }  
}

 

 

 

posted on 2012-07-19 13:44  as_  阅读(12425)  评论(0)  编辑  收藏  举报

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