根据给定的新版设计模式手册[C#]的内容,本文将详细介绍该手册中提及的设计模式,首先从创建型模式中的“单件模式”入手。
### 单件模式
#### 概述
单件模式(Singleton Pattern)是一种常用的软件设计模式,其目的是确保某个类只有一个实例存在,并且提供一个全局的访问点。这种模式对于那些需要频繁创建和销毁的对象非常有用,比如系统配置、日志记录等场景。单件模式能够有效减少内存消耗,提高性能。
#### 结构图与生活例子
- **结构图**:在结构图中,通常会看到一个带有静态方法`GetInstance()`的类,这个方法返回单件类的唯一实例。
- **生活例子**:生活中典型的单件模式例子可以是城市的交通指挥中心,城市中只需要一个这样的指挥中心来调度所有的交通信号灯,而不是每个路口都需要一个独立的指挥中心。
#### 意图
- 保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。
- 当类只能有一个实例而且客户可以从一个众所周知的访问点访问它时。
- 当这个唯一实例应该是通过子类化可扩展的,并且客户应该无需更改代码就能使用一个扩展的实例时。
#### 适用性
单件模式适用于以下几种情况:
- 当一个类的实例必须是唯一的,并且可以被全局访问时。
- 需要对类的实例进行控制,例如资源池管理。
- 需要为复杂的实例化过程提供一个统一的接口。
#### 示例代码分析
在提供的示例代码中,可以看到单件模式的基本实现方式:
```csharp
public class Singleton
{
private static Singleton instance;
protected Singleton()
{
}
public static Singleton Instance()
{
if (instance == null)
{
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
```
- `Singleton` 类中定义了一个静态成员变量 `instance` 来保存单例对象。
- 构造函数被声明为 `protected`,以防止外部直接实例化。
- `Instance()` 方法作为获取单例对象的全局访问点,通过懒加载的方式确保单例对象的唯一性。
#### 实际应用
单件模式的实际应用场景非常广泛,如:
- **系统配置管理**:在系统中需要一个统一的地方来存储配置信息。
- **线程池管理**:在多线程环境中,通过单件模式可以有效地管理线程资源。
- **数据库连接管理**:避免频繁地打开和关闭数据库连接,提高效率。
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通过上述分析可以看出,单件模式通过限制类的实例数量来优化资源使用,提高系统的整体性能。接下来,我们将继续探讨手册中其他的设计模式。