Идиомы и стили С++ - Albert Makhmutov

 // создали итератор

 ampIter‹CLockable› it(&(this-›m_locks));

 it.goStart();

 while (!it.isLast()) if (it.moveNext() == _lc) return 1;

 return 0;

}

Шаг 29 - Единственный экземпляр класса - Одиночка или Singleton.

Как гарантировать единичность экземпляра некоего класса?

Предположим, что Вы проектируете программную систему, в которой некое устройство должно быть исключительно в одном экземпляре. Какие у нас варианты?

1. Создать класс устройства, объявить его экземпляр в специальном файле globals.cpp, и обязать программистов использовать строго его (именно так я делал на заре карьеры; наш шеф под роспись давал нам "Меморандум о писании программ", там много было интересного).

2. Создать класс устройства, объявить в нем устройство статическим членом.

3. Реализовать в классе устройства подсчет экземпляров, ограничить максимальное количество единицей.

4. Создать "закрытый" класс устройства, создать смарт-указатель на него так, чтобы смарт следил за одиночеством класса устройства.

Первый вариант сразу на помойку. Второй более интересен, но есть несколько неприятных проблем, связанных со статическими и глобальными данными. Правила C/C++ не определяют порядок конструирования таких объектов, если они находятся в разных файлах. То есть, у Вас прога уже вовсю дышит, работает - а находятся такие объекты, которые даже еще не инициализировались! Получается, что глобальные и статические объекты не должны рассчитывать друг на друга. С другой стороны, если объявить статический член, его нужно инициализировать - а данные могут быть еще не готовы.

Третий вариант кажется подходящим, но только кажется. Мы получим ошибку создания во время исполнения. Вот радость то, конструируем объект, а он нам исключения выбрасывает, мы об этом уже говорили в Шаге 12.

В общем, как водится, приходим к смарт-указателю. Конечно, переменную-член указателя на живой, натуральный объект объявляем статической. Но указатель-то инициализируется нулем, NULL. Это потом конструктору передать можно какие угодно параметры. Далее нужно определить статическую функцию, которая при первом обращении создает одинокий объект, а потом возвращает указатель на него. Нужно еще определить так же и разрушающую функцию; проблема будет в том, когда ее вызвать. Теперь можно создавать море смартов - реально они будут указывать на единственный объект. Код для такого способа уже незачем писать.

Зато интересно сделать вот что: пусть класс одинокого устройства будет смарт-указателем на самого себя[1]!

class CSingleton {

public:

 static CSingleton* GetInstance (void);

 static void DestroyInstance (void) {

  if (m_instance) delete m_instance;

 }

private:

 static CSingleton* m_instance;

protected:

 CSingleton() {}

};

CSingleton* CSingleton::m_instance = NULL;

CSingleton* CSingleton::GetInstance() {

 if (!m_instance) m_instance = new CSingleton;

 return m_instance;

}

Здесь доступ к единичному экземпляру осуществляется исключительно через статическую функцию GetInstance(). Код можно либо вставлять в каждое определение классов-одиночек, либо наследовать от базового класса и вести коллекцию одиночек. В любом случае, такое решение достаточно гибкое, чем объявление глобальных переменных.

Примечания

1

 Э.Гамма, Р.Хелм, Р.Джонсон, Дж.Влиссидес. "Паттерны проектирования."

Крайне интересная книжка, описывает 23 стандартных шаблона (паттерна) проектирования; предполагает определенную подготовку; охватывает более высокий уровень программирования и проектирования. Данный прием там именуется как "паттерн Singleton"