如何初始化一个单例模式？

Question

有时我们需要用一些辅助值初始化单例类。但是我们不能为其“发布”构造函数。有什么解决方法？

注意！我的想法并不包括重载GetInstance或设置颜色。颜色应该只设置一次。我希望确保MyPainter仅使用初始化的颜色进行绘制。任何默认颜色都不应该被使用。

为了更清晰起见，我提供一个示例：

''' <summary>
''' Singleton class MyPainter
''' </summary>
Public Class MyPainter
  Private Shared _pen As Pen
  Private Shared _instance As MyPainter = Nothing

  Private Sub New()
  End Sub

  ''' <summary>
  ''' This method should be called only once, like a constructor!
  ''' </summary>
  Public Shared Sub InitializeMyPainter(ByVal defaultPenColor As Color)
    _pen = New Pen(defaultPenColor)
  End Sub


  Public Shared Function GetInstance() As MyPainter
    If _instance Is Nothing Then
      _instance = New MyPainter
    End If

    Return _instance
  End Function

  Public Sub DrawLine(ByVal g As Graphics, ByVal pointA As Point, ByVal pointB As Point)
    g.DrawLine(_pen, pointA, pointB)
  End Sub

End Class

谢谢。

- serhio

Answer 1

如果您只想在创建时初始化一次，为什么不在构造函数内调用某个方法来获取参数进行初始化？如果需要多次调用此初始化操作，请将其转换为单独的方法，例如setOptions。

- Vladislav Rastrusny

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很遗憾，MyPainter不知道从哪里获取这些参数... 默认颜色应该明确定义。 - serhio

Answer 2

你不能只是重载你的GetInstance方法吗？

Dim _IsInitialized as boolean = false    
Public Shared ReadOnly Property IsInitialized() As Boolean
        Get
            Return _IsInitialized
        End Get
    End Property


Public Shared Function GetInstance() As MyPainter
        If _instance Is Nothing Then
            _instance = New MyPainter
        End If

        _IsInitialized = True
        Return _instance
    End Function

    Public Overloads Shared Function GetInstance(ByVal DefaultPenColor As Color) As MyPainter
        If _instance Is Nothing Then
            _instance = New MyPainter
            InitializeMyPainter(DefaultPenColor)
        End If

        _IsInitialized = True
        Return _instance
    End Function

在调用GetInstance方法之前，请检查它是否已经初始化。如果没有，请给它一个笔颜色。

If MyPainter.IsInitialized then
     Dim Painter as MyPainter = MyPainter.GetInstance
Else
     Dim Painter as MyPainter - MyPainter.GetInstance(System.Drawing.Color.Red)
EndIf

- brad.huffman

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不，不，重载GetInstance并不是我的好主意。我想确保MyPainter仅使用初始化的颜色进行绘制。任何默认颜色都不应该被使用。 - serhio

我重载的 GetInstance 方法只会在第一次调用时设置画笔颜色。您可以添加一个额外的共享成员来查看类是否已初始化。我已更新代码示例。如果它仍然不符合您的需求，请告诉我。 - brad.huffman

我同意。然而，你的函数没有非常透明的公共意义，可能会误导（新的）开发者...其次，只有我这个单例创建者会知道并记得在使用之前不要忘记设置颜色。在无参数的GetInstance中_IsInitialized = True是不正确的，因为我不知道颜色是否已经初始化。 - serhio

Answer 3

你可以声明共享构造函数，但它们必须是无参数的：

Public Class MyPainter
    Private Shared _pen As Pen

    Shared Sub New()
        _pen = New Pen(Color.White)
    End Sub

    ....

End Class

你可以在构造函数中将颜色设置为合理的默认值，然后添加一个帮助方法来更改颜色（如果需要），就像你在示例中所做的那样：

Public Shared Sub SetColor(ByVal defaultPenColor As Color)
    _pen = New Pen(defaultPenColor)
End Sub

- Ray Vernagus

Answer 4

你可以在GetInstance中使用可选参数

Public Shared Function GetInstance(Optional ByVal defaultPenColor As Color = Colors.Red) As MyPainter
    If _instance Is Nothing Then
      If defaultPenColor is nothing then
          defaultPenColor = Colors.Red
      end if
      _pen = New Pen(defaultPenColor)
      _instance = New MyPainter
    End If

    Return _instance
End Function

- Geoff Appleford

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所以，取决于第一次调用GetInstance()是带参数还是不带参数的，接下来的调用会得到不同的对象？ 只有当您始终可以确定谁首先调用GetInstance()时，此方法才有效。 - Mattias Nilsson

不，它们将得到相同的对象。毕竟它是一个单例类。唯一改变的是初始笔颜色。 - Geoff Appleford

没错，那就是我想说的。今天我似乎无法用语言表达我的想法...但如果你无法控制第一次调用，那确实是个问题。 - Mattias Nilsson

无论你选择什么解决方案来解决这个问题，你都需要控制第一次调用，如果你想要使用一些参数进行初始化。至少这样，GetInstance总是返回一个有效的对象。如果你愿意，很容易添加一个公共方法以后更改值。 - Geoff Appleford

这很好，但我从来不确定是否有人想使用带参数的方法。因此，如果我们发现作为参数的Color（值类型）是引用类型，我从来不确定该成员是否为Nothing（null）。 - serhio

@serhio - 我不明白你的意思。无论是否提供参数，实例始终在第一次调用时初始化。我已更新代码，增加了一个额外的检查，以查看某人是否特别传递了空参数。 - Geoff Appleford

Answer 5

你可以使用一个初始化方法：（这是一个C#的例子，我刚好遇到了可初始化单例的同样问题）

public sealed class XSingleton
{
    private static XSingleton instance = null;
    int value = -1;

    private XSingleton(int v)
    {
        value = v;
    }

    public static void Init(int v)
    {
        if (instance != null) throw new Exception("Init() must be called only once!");
        instance = new XSingleton(v);
    }

    public static XSingleton Instance
    {
        get
        {
            if (instance == null) throw new Exception("Call Init() before!");
            return instance;
        }
    }

    public int Value { get { return value; } }
}

如果您尝试使用未初始化的XSingleton或尝试多次初始化，则会引发异常。

因此，您可以使用以下方式初始化单例：

XSingleton.Init(123);

现在您可以使用初始化的值：

Console.WriteLine(XSingleton.Instance.Value);

- Helmut

Answer 6

创建一个带有必需参数的CreateInstance方法，并从GetInstance中删除创建能力。虽然不是完全的单例模式，但至少您知道事情将被正确初始化。

- Jonathon Reinhart