面向对象设计的几个基本原则和单例模式

本文是根据刘伟老师《设计模式的艺术》一书和网上资料整理而成，仅供学习交流之用。

一 设计原则

1 单一职责原则：一个类只负责一个功能领域中的相应职责，或者说一个类只有一个引起它变化的原因，简单来说就是一个类不能承担太多的职责。

2 开闭原则：一个软件实体应当对扩展开放，对修改关闭，即软件实体尽量在不修改原有代码的情况下进行扩展。

3 里氏代换：所有引用基类的地方必须能透明的使用其子类的对象。在软件中将一个对象替换成它的之类对象不会产生异常，但是反过来不成立。例如：小明喜欢动物，那小明一定喜欢狗，但是小明喜欢狗却不一定喜欢所有动物。

4 依赖倒转：抽象不应依赖于细节，细节应当依赖于抽象。即：要针对接口编程，而不是针对实现编程。

5 接口隔离：使用多个专门的接口，而不使用单一的总接口，即客户端不应该依赖于那些它不需要的接口。

6 合成复用：尽量使用对象组合，而不是继承来达到复用的目的。

7 迪米特法则：一个软件应该尽可能的减少与其他实体发生互相作用。

二 软件设计模式

1) 单例模式

确保一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。该类称为单例类，它提供全局的访问方法。比如操作系统只能启动一个任务管理器。

C++单例模式

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

用户访问唯一实例的方法只有GetInstance()成员函数，因为构造函数是私有的。GetInstance()是懒惰实例化，即它的返回值是当这个函数首次被访问的时候被创建的。

上面的代码存在两个问题：

1 m_pInstance指向的空间什么时候释放呢？

2 更严重的问题是，该实例的析构函数什么时候执行？

有两种方法可以解决上述问题：

1 程序结束的时候调用GetInstance()，并对返回的指针调用delete操作，但是这样容易出错，难以保证delete后不再调用GetInstance()函数。

2 程序结束的时候，系统会自动析构所有的全局变量，也会析构所有的静态成员函数。所以在单例类中定义一个静态成员变量，它的唯一工作就是析构单例类的实例。代码如下：

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

class CGarbo{
public:
~CGarbo(){  // 假如要在类的外部访问该内嵌类，需要外围类::内嵌类
if(CSingleton::m_pInstance){  // 注意内嵌类的使用格式
delete CSingleton::m_pInstance;
}
}

}

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

将CGarbo定义为私有的，就是防止在其他地方滥用。