面向對象設計的幾個基本原則和單例模式

本文是根據劉偉老師《設計模式的藝術》一書和網上資料整理而成，僅供學習交流之用。

一 設計原則
1 單一職責原則：一個類只負責一個功能領域中的相應職責，或者說一個類只有一個引起它變化的原因，簡單來說就是一個類不能承擔太多的職責。

2 開閉原則：一個軟件實體應當對擴展開放，對修改關閉，即軟件實體儘量在不修改原有代碼的情況下進行擴展。

3 里氏代換：所有引用基類的地方必須能透明的使用其子類的對象。在軟件中將一個對象替換成它的之類對象不會產生異常，但是反過來不成立。例如：小明喜歡動物，那小明一定喜歡狗，但是小明喜歡狗卻不一定喜歡所有動物。

4 依賴倒轉：抽象不應依賴於細節，細節應當依賴於抽象。即：要針對接口編程，而不是針對實現編程。

5 接口隔離：使用多個專門的接口，而不使用單一的總接口，即客戶端不應該依賴於那些它不需要的接口。

6 合成複用：儘量使用對象組合，而不是繼承來達到複用的目的。

7 迪米特法則：一個軟件應該儘可能的減少與其他實體發生互相作用。

二 軟件設計模式

1) 單例模式
確保一個類只有一個實例，而且自行實例化並向整個系統提供這個實例。該類稱爲單例類，它提供全局的訪問方法。比如操作系統只能啓動一個任務管理器。

C++單例模式

class CSingleton
{
private:
    CSington(){} // 構造函數是私有的
    static CSingleton * m_pInstance;
public:
    static CSingleton * GetInstance(){
        if(m_pInstance == NULL) {
            m_pInstance = new CSingletion();
        }
        return m_pInstance;
    }
}

用戶訪問唯一實例的方法只有GetInstance()成員函數，因爲構造函數是私有的。GetInstance()是懶惰實例化，即它的返回值是當這個函數首次被訪問的時候被創建的。
上面的代碼存在兩個問題：
1 m_pInstance指向的空間什麼時候釋放呢？
2 更嚴重的問題是，該實例的析構函數什麼時候執行？

有兩種方法可以解決上述問題：
1 程序結束的時候調用GetInstance()，並對返回的指針調用delete操作，但是這樣容易出錯，難以保證delete後不再調用GetInstance()函數。
2 程序結束的時候，系統會自動析構所有的全局變量，也會析構所有的靜態成員函數。所以在單例類中定義一個靜態成員變量，它的唯一工作就是析構單例類的實例。代碼如下：

class CSingleton()
{
private:
    CSingleton():{}
    static CSingleton * m_pInstance;

    class CGarbo{
    public:
        ~CGarbo(){  // 假如要在類的外部訪問該內嵌類，需要外圍類::內嵌類
            if(CSingleton::m_pInstance){  // 注意內嵌類的使用格式
                delete CSingleton::m_pInstance;
            }
        }

    }

public:
    static CSingleton * GetInstance(){
        if(CSingleton::m_pInstance == NULL) {
            m_pInstance = new CSingleton();
        }
        return m_instance;
    }
}

將CGarbo定義爲私有的，就是防止在其他地方濫用。