单例模式

本课属于 Coddy Dart 学习旅程的“面向对象编程”单元。第 90 课，共 110 课。

单例模式可确保一个类在整个应用程序中只有一个实例，并提供全局访问该实例的入口。当系统需要一个对象来协调各项操作时，这种模式就很有用，例如配置管理器、数据库连接或日志服务。

在 Dart 中，你可以将工厂构造函数与私有静态实例结合起来实现单例：

class AppConfig {
  static final AppConfig _instance = AppConfig._internal();
  
  String appName = 'MyApp';
  String version = '1.0.0';
  
  // 私有命名构造函数
  AppConfig._internal();
  
  // 工厂构造函数返回同一个实例
  factory AppConfig() {
    return _instance;
  }
}

void main() {
  var config1 = AppConfig();
  var config2 = AppConfig();
  
  config1.appName = 'UpdatedApp';
  
  print(config2.appName);  // UpdatedApp
  print(identical(config1, config2));  // true
}

私有构造函数 _internal() 可以防止外部实例化。静态字段 _instance 保存唯一的实例，该实例会在类加载时创建一次。每次调用 AppConfig() 都会返回同一个实例，因此通过一个引用所做的更改在任何地方都可见。

谨慎使用单例，因为它们会引入全局状态，可能让测试变得更困难。它们最适合用于需要在整个应用中保持状态一致的共享资源。

挑战

简单

让我们使用单例模式来构建一个游戏设置管理器！你将创建一个系统，确保整个应用中只有一个游戏设置实例，这样游戏的所有部分都能共享相同的配置。

你将把代码整理到两个文件中：

game_settings.dart：创建一个实现单例模式的 GameSettings 类。你的设置管理器应包含：
- 一个私有的静态 final 实例，用于保存唯一的 GameSettings 对象
- 一个私有命名构造函数，用于防止外部创建实例
- 一个始终返回同一实例的工厂构造函数
- 三个设置字段：difficulty（String，默认值："Normal"）、soundEnabled（bool，默认值：true）和 playerName（String，默认值："Player1"）
- 一个方法 displaySettings()，用于按以下格式打印当前设置：Settings: [playerName] | Difficulty: [difficulty] | Sound: [on/off]（如果 soundEnabled 为 true，则打印 "on"；如果为 false，则打印 "off"）
main.dart：导入游戏设置，并演示单例模式能正常工作：
- 获取设置实例，并将其命名为 settings1
- 调用 displaySettings() 来显示默认值
- 修改设置：将 playerName 改为 "Hero"，将 difficulty 改为 "Hard"，并将 soundEnabled 改为 false
- 再获取一个设置引用，并将其命名为 settings2
- 对 settings2 调用 displaySettings()，以证明它反映了通过 settings1 所做的更改
- 使用以下格式打印 settings1 和 settings2 是否相同：Same instance: [true/false]

这展示了单例的核心优势：由于只有一个实例，因此在应用中的任何位置所做的更改都会立即在其他所有位置生效！

预期输出：

Settings: Player1 | Difficulty: Normal | Sound: on
Settings: Hero | Difficulty: Hard | Sound: off
Same instance: true

亲手试试

import 'game_settings.dart';

void main() {
  // TODO：获取设置实例，并将其命名为 settings1
  
  // TODO：调用 displaySettings() 显示默认值
  
  // TODO：修改设置：
  // 将 playerName 改为 "Hero"
  // 将 difficulty 改为 "Hard"
  // 将 soundEnabled 改为 false
  
  // TODO：获取设置的另一个引用，并将其命名为 settings2
  
  // TODO：通过 settings2 调用 displaySettings()，证明它反映了这些更改
  
  // TODO：输出 settings1 和 settings2 是否是同一个实例
  // 格式：Same instance: [true/false]
}

自我测试

这节课包含一个小测验。开始学习即可作答，并记录你的进度。

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