JAVA-初步认识-第八章-单例设计模式-概述体现

Posted 2020-10-11 照破山河万朵

(本节讲述的知识点，有像更新，一个变化，另一个也同时变化)

一.

接下来是比较重要的一部分知识点-设计模式。

设计模式的定义，从字面来看就是设计时的统一规范。

java有23种设计模式，也可以用于C++，因为这是一种思想，在面向对象的语言里都是通用的。

强调的是解决问题的思想，不拘泥于任何一种具体的计算机语言。

设计模式的核心在于：为了解决问题，设计了方法，并且不断地改进这个方法，最终得到一个非常合适高效的解决方法。

对于23种设计模式，我们今天讨论其中的一种，单例设计模式。

 学习设计模式要注意一点，设计模式是为了解决什么问题。知道了解决什么问题，自然也就知道了什么时候用。

二.

 

一个类在内存里面只有一个对象，单例是指单个实例。

这种设计模式的名称有好多种，不要被名称所欺骗。重点在于保证类的对象唯一性。我们什么时候需要类在内存中，只有一个对象呢？

单例设计模式要注意的就是两点：什么时候要保证类的对象唯一性？怎么来保证类的对象的唯一性？

现在举例介绍单例设计模式：
这有两个应用程序A和B，它们都会用到一个配置信息。比如说这里面有一些信息，num，age，name....

              

 

 

为了操作这些信息方便，我们通常都把这些信息封装在对象当中。我找到了这些对象，就意味着我找到了这些信息。

我们把这个称之为，能封装信息的配置文件。(配置文件和对象之间是什么关系？对象只能封装数据是么？)

A想操作这些信息，就要在A中创建一个配置文件对象，甭管什么配置信息，就是对象嘛。为什么呢？信息多了，都要进行封装，我们想操作信息，必须先找对象。A想操作配置文件里的信息，要先建立对象，然后，再调用ConfigFile里面的方法。操作完以后，A可能对ConfigFile里面的信息进行了改变。比如，A把num1赋值为了10。(我感觉这里面有点混乱。如果对象是放置在A中的，那么后面说的A对ConfigFile里面的信息进行改变，怎么可能？因为这里ConfigFile配置文件感觉像是描述类，里面的成员变量怎么发生变化？)

      

接下来，B程序也想操作配置文件中的信息。(ConfigFile的出现像是一个描述类，A和B怎么都会想着改变？)

按照上面的思路，B中也要创建一个对象，谁要操作信息，谁就创建对象。

但是，我们希望它们共用一个配置信息。A如果对ConfigFile进行操作的话，B要知道。简单点来说，A将ConfigFile中的num1从1改为了10，B在操作num1的时候，必须知道它是10。

(这里开始解惑) A创建一个ConfigFile配置文件的对象，new ConfigFile(); 里面就有一组配置信息，B也在它自己的空间创建一个ConfigFile配置文件的对象后，它就有了一组新的配置信息，两者互不相关。所以，A对自己的配置信息改完以后，和B是没有关系的。→这从里才看出前面知识点的影子。

两个相同类类型的对象，本来封装的数据互不相关，但是现在希望两者产生联系。

这是我们讨厌的地方，我们希望两者实现共享。

实现方法，将配置文件ConfigFile中的信息全部变成静态，就可以了(为什么？)。但是这里面数据信息量很多，全静态化，会导致生命周期过长(和类一起加载在方法区，存储时间比较长，使得生命周期长)。既然我们用的是同一个对象(这里说的同一个对象是怎么操作的，是创建两个互相关联的对象么？)，我只要这个类(这个类，说的就是ConfigFile)和对象是唯一的(就是说该类只产生一个对象，那么谁调用，都是这个，限制对象个数。)，那么A和B用的就是同一个。而且，对象的生命周期相对而言，短一些，不用的时候，可以变垃圾。这个时候，我们就只要保证A和B用到的，配置文件对象是同一个，就搞定了。怎么解决这个问题呢？
(到目前为止，有一些谈论的是和前面的知识点相联系的，但还有相当一部分是和原先的理论体系是不一样的)

现在有人对这个问题，提出了解决方案，我们直接拿来使用就可以了。我们不用他提供的方案，我们也可以自己写。完全可以，设计模式本身就是对我们面向对象语言中产生的问题进行优化。设计模式是一种固定好的解决问题的方式，不采用也可以。

观看这个例子，我们知道，A中不能new一个对象，因为如果能用对象的话，A一新建，对象就会跑到A中，所以就不能再new新建了。(如果一个类要是能new对象，对方程序可以new，n多个出来，就不能保证对象的唯一性。)因此，第一步就是不让A来new对象，因为一旦新建对象了，就不可控了。

不允许new，那就导致没对象，为了保证唯一性，是不是还得有一个？现在不让new，那么那唯一的一个在哪？

我让你new，我不能控制，但是我来new，就可以I控制。

 

1的好处就是避免产生更多对象，对象一多容易出错。

2，不让new就安全了，但这麻烦了，你不让我new，我就没对象，说是保证唯一性，那还得有一个，你不让我new，那一个跑哪去了？我不让你new，我来new。这里产生了变化，不让你new，我来new，我可以进行控制，new一个就完事了。要保证单例，new一个就可以了。

3. 创建完本类实例后，要提供出去，给别人用。

就上面三步就能把单例这个动作做完。换句话说，用这三步，就能解决这个类的对象唯一性。接下来，这三步怎么去实现啊？
步骤：

1. 私有化该类的构造函数。有几个私有化几个，都不向外提供。(怎么就能实现不让对方，创建我的对象呢？不让初始化就可以)

2. 通过new在本类中，创建一个本类的对象。

3. 定义一个公有的方法，将创建的对象返回。(这说明是有返回值，是一个对象，本类类型的对象)

上面的Single类中三步写完了，紧跟着要用一下。我们怎么调用getInstance的方法呢？我们得创建一个对象调用，

new Single().getInstance();  这么写就废了。因为在其他存类当中不能创建该类的对象，因为它被私有化了，因此new不成。但是getInstance()方法是非静态的，如果不能够new对象，这方法就不能调用(这句话是说，非静态的方法必须是对象调用的。如果没有对象，那就没法调用。类只能调用静态方法)。既然，不能创建对象，我们还要获取对象(这话说的挺奇怪的，和后面的语句完全无关)，这个方法要被调用的话，有两种方法，第一个是对象调用，第二个是类名调用，但是类名调用有前提，必须是静态(在getInstance方法前加上static修饰)，而静态访问的内容必须是静态的(在本类对象前要用static修饰)。因此，在主函数中，写上Single.getInstance()；就可以调用这个方法了，这个方法返回来一个s，s里面持有一个地址。所以在这里面可以写上一个Single ss=Single.getInstance(); 这样，我就拿到了这个类的实例(主函数中用变量ss来承接s的对象地址编码)。→其实，思考下来也不难。不允许创建对象，只能使用唯一的对象。大家仔细回想一下，局部变量和所指向的对象在内存中分布图。如果可以创建对象的话，那就是多个一对一的分布。但是这里是禁止创建对象的，只允许特定的类中有一个固定的对象，只能通过多个引用变量指向同一对象来解决问题。特定的类必须要提供将对象地址提供出来的方法，来方便调用。下面截图中的s有多种名称，可以是静态变量，Single类类型的引用变量，以及对象。

Single.getInstance()，类名调用本类静态方法，返回给对方程序一个对象。没法创建，但是可以通过方法提供出来。

说白了，这个s指向new Single()这个对象，ss指向的还是这个对象。

这么写有一个疑问，s是不是Single类中的成员变量？s是定义在类中的，如果加一个int x=4; x就是成员变量，凡是定义在类中的都是(在这里，对于成员变量和静态变量的分解模糊起来。这说明什么？两者的分界，没有想像的那么清楚)。x是基本数据类型，s是引用数据类型。s本身就是成员，

如果是成员，直接来个Single.s可以么？貌似可以，是成员么？是静态么？能通过类名直接调用么？是。

调用完了，书写的格式如下所示。这里Single后面的一个点号，就拿到了s，换句话说，就拿到了s所持有的对象地址，并把这个地址赋值给了ss，ss也就指向了这个对象。

为什么要这么做呢？如果这么能做的话，那调用方法还有什么用，说的是调用getInstance()方法，只是调用了对象，干嘛要写一个方法，那我们搞这个方法还有什么用？

分析：开始，我们在类中定义变量，要写get和set方法，

如果将方法消去的话，会不可控，方法后面接有参数。以下图的String name为例，当给定特定的名称时，就返回s，当不符合名称时，就不返回。谁说对象给你用，单例是单例，满足需求才给你用，不满足需求不给用。这叫可控，这是之前讲过的上锁。

 s是成员变量，一般我们是不会把成员变量暴露出去，是为了可控，所以加上private。私有的作用是什么，怎么用？

这里判别是否是同一对象。这里我想问的是，为什么输出语句还能有一个运算的功能？

按照题目所讲述的来看，只要做到描述类中的三句话，就可以得到对象的唯一性，

现在我们想保证test类在内存中的对象唯一性。

在原有基础上加了三步动作，