單例模式

單例模式（單例意即單一實例；參見英文：singleton）係軟件設計模式一種，物件導向編程會用到。用單例模式，意思係話某個類別只得一個實例，一般會將製作實例嘅程序設做 private（私有），簡單講即係用家唔能夠隨便建立新實例；例如想像喺個程式開頭，定義數據庫呢個類別，然後成個程式淨係得一個數據庫嘅實例，而且個建構子係私有嘅，用家冇得隨意建立新嘅數據庫^[1]。

描述 singleton 嘅類別圖

概念

睇埋：物件導向編程同全局變數

單例模式嘅定義，可以用以下句嘢概括^[2]：

單例模式（做嘅係）確保個類別淨係得一個實例，並且全局得一個接入點通向佢度。

呢種設計模式可以用嚟確保某啲數值只有一個。

應用

呢種模式相當有用，譬如喺遊戲編程中，遊戲製作者可以用單例模式嚟建立管理遊戲數據嘅物件，叫遊戲管理器^{[註 1]}，好似係以下噉嘅虛擬碼^[3]：

 類 GameManager：
   私有變數 唯一實例 = 無
   私有變數 已初始化 = 假
   
   方法 取得實例():
       如果 唯一實例 係 無：
           唯一實例 = 新 GameManager()
       返回 唯一實例
   
   私有 建構子():
       如果 已初始化 係 真：
           乜都唔做，直接走
       gameState =「主選單」
       分數 = 0
       已初始化 = 真
   
   方法 開始遊戲():
       gameState =「遊戲進行中」
       分數 = 0
       輸出「遊戲開始！」
   
   方法 結束遊戲():
       gameState =「遊戲完咗」
       輸出「遊戲結束！最終分數係：」+ 分數
   
   方法 加分(分數值):
       分數 += 分數值
       輸出「而家分數係：」+ 分數

好似噉嘅遊戲管理器如果無端端多咗一嚿，會引致好多問題－例如想像冇用單例模式，遊戲程式行行吓多咗一個遊戲管理器出嚟，兩個管理器各自噉計算玩家攞到幾多分，最後遊戲入便有兩個唔同嘅玩家分數。因此，噉嘅物件就啱晒用單例模式^[4]。

睇埋

• 懶初始化：一種編程技巧，講到個程式會等到真正需要某種資源或者數據嗰時先至去同佢做初始化。
• 工廠方法
• 原型模式
• Logging

註釋

1. 英文中好多時會叫 GameManager 或者類似嘅名。