C++ Singleton-Klassen - Vererbung gute Praxis

Wahrheit ist, singletons und Vererbung spielen nicht gut zusammen.

Yeah, Yeah, das Singleton-Liebhaber und GoF Kult werden alle über mich, sagen: "nun, wenn Sie Ihren Konstruktor geschützt..." und "you don' T haben eine getInstance Methode in der Klasse, können Sie put es...", aber Sie sind nur beweist mein Punkt. Singletons haben zu springen durch mehrere Reifen, um beides zu sein, ein singleton, und eine Basis-Klasse.

Aber nur um die Frage zu beantworten, sagen wir, wir haben eine singleton-Klasse basieren. Es kann sogar zu einem gewissen Grad der Durchsetzung der Einheitlichkeit durch Vererbung. (Der Konstruktor hat eines der wenigen Dinge, die funktionieren kann, wenn es nicht mehr privat sein: es löst eine Ausnahme aus, wenn ein anderer Base bereits vorhanden ist.) Sagen wir, wir haben auch eine Klasse Derived erbt Base. Da erlauben wir die Vererbung, lassen Sie uns auch sagen, es kann eine beliebige Anzahl von anderen Unterklassen von Base kann oder nicht erbt von Derived.

Aber es gibt ein problem -- die sehr Sie sind entweder bereits laufen oder bald. Wenn wir Base::getInstance zimmerreserviereung, ohne das Sie konstruiert ein Objekt bereits ist, bekommen wir einen null-Zeiger. Wir würden gerne wieder was singleton-Objekt auch vorhanden ist (es kann eine Base, und/oder eine Derived, und/oder eine Other). Aber es ist schwer zu tun, und die noch Folgen alle Regeln, weil es nur ein paar Möglichkeiten, dies zu tun-und Sie alle haben einige Nachteile.

• Konnten wir erstellen Sie einfach einen Base und gibt es zurück. Schraube Derived und Other. Endergebnis: Base::getInstance() gibt immer genau eine Base. Die Kind-Klassen nie bekommen zu spielen. Irgendwie Niederlagen der Zweck, IMO.

• Wir können eine getInstance unsere eigenen in unserer abgeleiteten Klasse, und dem Anrufer sagen Derived::getInstance() wenn Sie möchten gezielt einen Derived. Dies erhöht deutlich die Kupplung (weil ein Anrufer nun wissen, auf Wunsch speziell eine Derived, und landet binden sich, dass die Umsetzung).

• Wir tun könnten, eine Variante, die Letzte-aber anstatt die Instanz, die Funktion einfach erstellt. (Wenn wir schon dabei sind, lasst uns umbenennen die Funktion initInstance, da wir nicht besonders kümmern, was es bekommt-wir sind nur nannte es so, dass es schafft eine neue Derived und Sätze, die als die einzig Wahre Instanz.)

Also (sofern keine Ungereimtheit vermisst noch), es funktioniert ein bisschen wie dieses...

class Base {
    static Base * theOneTrueInstance;

  public:
    static Base & getInstance() {
        if (!theOneTrueInstance) initInstance();
        return *theOneTrueInstance;
    }
    static void initInstance() { new Base; }

  protected:
    Base() {
         if (theOneTrueInstance) throw std::logic_error("Instance already exists");
         theOneTrueInstance = this;
    }

    virtual ~Base() { } //so random strangers can't delete me
};

Base* Base::theOneTrueInstance = 0;


class Derived : public Base {
  public:
    static void initInstance() {
        new Derived;  //Derived() calls Base(), which sets this as "the instance"
    }

  protected:
    Derived() { }   //so we can't be instantiated by outsiders
    ~Derived() { }  //so random strangers can't delete me
};

- Und in deiner init-code, sagen Sie Base::initInstance(); oder Derived::initInstance(); je nachdem, welche Art Sie wollen, dass die singleton zu sein. Sie müssen umgewandelt den Rückgabewert Base::getInstance() um Derived-spezifische Funktionen, natürlich, aber ohne Guss können Sie beliebige Funktionen definiert durch Base, einschließlich der virtuellen Funktionen überschrieben Derived.

Beachten Sie, dass diese Art zu tun, es hat auch eine Reihe von Nachteilen des eigenen, aber:

• Er legt die Last der Durchsetzung der Lauterkeit auf die Basisklasse. Wenn die Basis nicht über diese oder eine ähnliche Funktionalität, und Sie können es nicht ändern, Sie sind irgendwie geschraubt.

• Die Basis-Klasse nicht nehmen alle der Verantwortung, wenn-jede Klasse muss erklären, einen Destruktor geschützt, oder könnte jemand kommen und löschen Sie eine Instanz nach der Umwandlung (in)entsprechend, und die ganze Sache geht in die Hölle. Was ist schlimmer, dieser nicht durchgesetzt werden kann, durch den compiler.

• Weil wir sind protected-Destruktor um zu verhindern, dass einige zufällige schmuck vom löschen unserer Instanz, es sei denn, der compiler ist schlauer als ich fürchte, es ist auch die Laufzeit nicht in der Lage sein, um richtig zu löschen die Instanz, wenn das Programm endet. Bye bye, RAII...Hallo "memory leak detected" - Warnungen. (Natürlich ist der Speicher irgendwann zurückgefordert werden, die von jedem anständigen OS. Aber wenn der Destruktor nicht laufen, Sie kann sich nicht darauf verlassen, es zu tun-Bereinigung für Sie. Müssen Sie rufen Sie eine bereinigungsfunktion von einer Art, bevor Sie verlassen, und das wird Ihnen nicht annähernd die gleichen Zusicherungen, dass RAII Sie geben kann.)

• Es stellt eine initInstance Methode, die, IMO, nicht wirklich gehört in eine API, die jeder sehen kann. Wenn Sie wollten, könnten Sie initInstance privaten und lassen Sie Ihre init-Funktion werden eine friend dann aber Ihre Klasse macht Annahmen über den code, der außerhalb seiner selbst, und die Kupplung Ding kommt wieder ins Spiel.

Beachten Sie auch, dass der code oben ist gar nicht thread-sicher. Wenn Sie das brauchen, Sie sind auf Ihre eigenen.

Ernst, der weniger schmerzhafte Weg ist, um vergessen zu versuchen, zu erzwingen, Ehelosigkeit. Die am wenigsten komplizierte Weg, um sicherzustellen, dass es nur eine Instanz ist nur erstellen ein. Wenn Sie brauchen, um verwenden Sie es mehrere stellen, sollten dependency injection. (Die nicht-framework-version, die Beträge zu "übergeben Sie das Objekt an Sachen, die es braucht". 😛 ) ich ging und entwickelt die oben genannten Dinge, nur um zu versuchen und zu beweisen, mich falsch zu singletons und Vererbung, und nur bekräftigt mich, wie schlecht die Verbindung ist. Ich würde nicht empfehlen jemals tatsächlich tun, ist es in echten code.