英文原文： https://sourcemaking.com/design_patterns/singleton

意圖

• 確保一個類只有一個實例，並提供一個訪問其實例的全局點；
• 封裝 “即時初始化” （just-in-time initialization）或 “首次使用時初始化” （initialization on first use）。

問題

應用需要一個且唯一一個對象的實例。而且，延遲初始化（lazy initialization）和全局訪問是必須的。

討論

使得具有單一實例對象的類負責創建、初始化、訪問和執行。聲明這個實例作為一個私有靜態數據成員。提供一個公共靜態成員函數封裝所有的初始化代碼，同時提供對這個實例的訪問。

任何時候，需要引用單一實例時，客戶端（使用類名和範圍精度操作符¹）調用 accessor 函數。

只有滿足所有下面三個標準時，才應該考慮單例模式：

• 單個實例的所有權不能合理分配；
• 延遲初始化是可取的；
• 全局訪問未另行規定；

如果單個成員實例的所有權，何時以及如何初始化，全局訪問都不是問題，那麽單例模式將不足以令人感興趣。

單例模式可以擴展到支持訪問包含大量實例的具體應用。

“靜態成員函數訪問器”（static member function accessor）方法將不會支持 Singleton類的子類。如果需要子類，參考本書中的討論。

刪除一個Singleton類/實例是一個有意義的設計問題。可查看John Vlissides在討論中所說 "To Kill A Singleton" 。

結構

使得包含單一實例的類負責訪問和在第一次使用時初始化。這個單一實例是一個私有靜態屬性。而 accessor 函數是一個公共靜態方法。

示例

Singleton 模式確保這種類只有一個實例，並提供此實例的全局訪問點。它根據 singleton set 命名，singleton set 定義了一個只包含一個元素的集合。美國總統辦公室就是一個單例。美國憲法指定總統的選舉方式，限制了其任期，並定義了繼任的順序。所以，在任何給定時間，最多只有一個有效的總統。不管這個有效的總統的個人身份，這個標題 “美國總統” 是一個全局訪問點，識別在辦公室的那個人。

清單

1. 在 “單一實例” 類中，定義一個私有靜態屬性。
2. 在這個類中，定義一個公有靜態 accessor 函數。
3. 在訪問器（accessor）函數中，進行 “延遲初始化”（在首次使用時創建）。
4. 定義所有構造體為 protected 或 private 。
5. 客戶端可能只能使用 accessor 函數來操控 Singleton 。

經驗法則

• Abstract Factory，Builder 和 Prototype 可以在它們實現中使用 Singleton 。
• Facade 對象常常是 Singletons，因為其只需要唯一一個 Facade 對象。
• 狀態對象常常是 Singletons 。
• Singleton 對於全局變量的優勢是當你使用 Singleton 時，你絕對確信實例的數目，而且你可以改變你的思維和管理任何數量的實例。
• Singleton 設計模式是最多被不恰當使用的模式之一。Singletons 只有在一個類必須只有一個實例，不能多，也不能少時，才能確定使用。設計者經常錯誤地使用 Singletons 替代全局變量。Singleton 出於意圖和目的是一個全局變量。Singleton 並沒有消除全局變量，它只是對其重命名。
• 什麽時候 Singleton 是不必要的？簡短的答案：大多數時候。長答案：當以引用的方式傳遞一個對象資源給需要它的對象更容易的時候，而不是讓對象全局訪問資源。對於 Singletons，真正的問題是它們給你一個好借口，不要仔細考慮一個對象的合適的可見性。發現在公開和保護對象之間合適的平衡，對於維護靈活性是非常重要的。

因為我們組有使用全局變量的壞習慣，所以我組織了關於 Singleton 的學習小組。接下來，我發現 Singletons 到處出現，而與全局變量相關的問題一個都沒有消失。對全局數據的問題的答案並不是把它變成 Singleton 。其答案是 “到底你們為什麽使用全局變量？” 改變名字不能改變問題。實際上，這樣，可能會使情況變壞，因為你有機會說，“哦，我沒有那樣做，我是這樣做的” —— 即使這樣和那樣是同一個事情。

代碼示例

譯者註：

1、範圍精度操作符 - scope resolution operator，即 "::"

[翻譯] 單例（Singleton）