Návrhové vzory - singleton

Nejspíšě nejjednodušším návrhovým vzorem je singleton, třída která může existovat jen v jedné instanci.

Některé knihovny používají singleton pro získání globální konfigurace, kterou nechtějí ukládat do globální proměnné. QApplication::instace()

Vytvoříme třídu Singleton, která v našem případě bude skladovat jen jedno číslo a
poskytne uživateli metody getNumber a setNumber.

class Singleton
{
   private:
       int number;
   public:
       int getNumber () { return number; }
       void setNumber (int n) { number = n; }

Konstruktor bude privátní, aby nebylo možné vytvářet další instance.

   private:
      Singleton ();

Jedinou instanci vytvoří statická metoda getInstance, která je uvnitř naší třídy a může zavolat privátní konstruktor.
Výsledkem metody bude odkaz (reference) na zmíněnou jedinou instanci

public:
    static Singleton & getInstance ();

Veřejnou statickou metodu můžeme zavolat i mimo naší třídu

int main ()
{
    Singleton & p = Singleton::getInstance ();
    p.setNumber (7);
}

Vytvořit novou instanci nelze, překladač ohlásí chybu

int main ()
{
    Singleton s; // ERROR: constructor is private
}

Ukazatel na instanci před uživatelem schováme do privátní proměnné obj.
Proměnná bude statická, bude tedy existovat pouze jedna, podobně jako globální proměnné.
Ke statické proměnné má přístup statická metoda getInstance

   private:
       static Singleton * obj;

Statickou proměnnou musíme ještě definovat a současně ji přiřadíme nulovou počáteční hodnotu.
( Definice je podobná implementaci metod. )

Singleton * Singleton::obj = NULL;

Statická metoda getInstance je uvniř třídy Singleton a tedy může vytvořit novou instanci,
zavolat privátní konstruktor a
vrátit jako svůj výsledek odkaz na instanci.

Singleton & Singleton::getInstance ()
{
    if (obj == NULL)
        obj = new Singleton ();
    return *obj;
}

class Singleton
{
private:
    int number;
public:
    int getNumber () { return number; }
    void setNumber (int n) { number = n; }
 
private:
    Singleton ();
 
private:
    static Singleton * obj;
 
public:
    static Singleton & getInstance ();
};

Singleton * Singleton::obj = NULL;

Singleton::Singleton()
{
    number = 0;
}

Singleton & Singleton::getInstance ()
{
    if (obj == NULL)
        obj = new Singleton ();
    return *obj;
}

int main ()
{
    Singleton & p = Singleton::getInstance ();
    p.setNumber (7);
    // Singleton s; // constructor is private
    return 0;
}