面試題2 實現Singleton模式

【題目描述】

設計乙個類，我們只能生成該類的乙個例項。

【解決方案】

1. 只適用於單執行緒環境

單執行緒環境下可以正常工作。

但是在多執行緒環境下，如果兩個執行緒同時判斷到instance為null，那麼這兩個執行緒都會建立乙個例項，此時的singleton就不滿足單例模式的要求了。

1
public
sealed
class
singleton26
7private
static singleton instance = null;8
public
static
singleton instance
9 16}
17 }

2. 多執行緒環境能工作，但效率不高

加同步鎖處理後，能保證在多執行緒環境中也只建立乙個例項。

但是由於在呼叫屬性instance時都會加同步鎖，加鎖又是乙個非常耗時的操作，在沒有必要的時候我們應該盡量避免。

1
public
sealed
class
singleton26
7private
static
readonly object syncobj = new
object
();8
9private
static singleton instance = null;10
public
static
singleton instance
1119
return
instance;20}
21}22 }

3. 加同步鎖前後兩次判斷例項是否已經存在

加鎖之前進行判斷例項是否已經建立，可以保證例項已經建立後，則可以直接返回instance，而無需去進行加鎖操作，保證只建立乙個例項，相比上述方法，也提高了效率。

由於此**實現比較繁雜且容易出錯，我們可以嘗試更好的解決方案。

1
public
sealed
class
singleton26
7private
static
readonly object syncobj = new
object
();8
9private
static singleton instance = null;10
public
static
singleton instance
1121}22
return
instance;23}
24}25 }

4. 利用靜態建構函式

由於c#是在呼叫靜態建構函式時初始化靜態變數，.net執行時能夠確保只呼叫一次靜態建構函式，這樣我們就可以確保只初始化一次instance。

但是，根據靜態建構函式的特性，例項instance並不是第一次呼叫屬性singleton.instance時建立，而是在第一次用到singleton的時候就會被建立。假設我們在singleton中新增乙個靜態方法呼叫該靜態方法是不需要建立例項的，但是由於你使用了singleton，他會自動呼叫靜態建構函式並建立例項，造成過早地建立例項，從而降低記憶體的使用效率。

1
public
sealed
class
singleton26
7private
static singleton instance = new
singleton();
8public
static
singleton instance914
}15 }

5. 實現按需建立例項

內部定義乙個私有型別nested，型別nested只在呼叫singeton.instance時被使用，由於其私有屬性他人無法使用nested型別。

因此當我們第一次呼叫sington.instance時，會呼叫nested的靜態建構函式，並初始化靜態變數。如果我們不呼叫屬性sington.instance，則不會建立instance例項，這樣就做到了按需建立。

1
public
sealed
class
singleton26
7public
static
singleton instance813
}1415class
nested
1620
internal
static
readonly singleton instance = new
singleton();21}
22 }

【本題擴充套件】

五種單例模式的實現把型別標記為sealed，表示他們不能作為其他型別的基類。現在我們要定義乙個表示**的型別president，可以從該型別繼承出frenchpresident和americanpresident等型別，這些派生類都只能產生乙個例項。請問該如何設計實現這些型別？

我的**實現，僅供參考：

1
class
president24
5sealed
class
frenchpresident:president610
11public
static
frenchpresident instance
1217}18
19class
nested
2024
internal
static
readonly frenchpresident instance = new
frenchpresident();25}
26}2728
sealed
class
americanpresident : president
2933
34public
static
americanpresident instance
3540}41
42class
nested
4347
internal
static
readonly americanpresident instance = new
americanpresident();48}
49 }

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