Sự khác biệt giữa lớp tĩnh và mẫu đơn?

Sự khác biệt thực sự (nghĩa là thực tế) tồn tại giữa một lớp tĩnh và một mẫu đơn?

Cả hai đều có thể được gọi mà không cần khởi tạo, cả hai chỉ cung cấp một "Trường hợp" và cả hai đều không an toàn cho chuỗi. Có sự khác biệt nào khác không?

Điều gì khiến bạn nói rằng một singleton hoặc một phương thức tĩnh không an toàn cho luồng? Thông thường cả hai nên được thực hiện để an toàn chủ đề.

Sự khác biệt lớn giữa một singleton và một loạt các phương thức tĩnh là các singleton có thể thực hiện các giao diện (hoặc xuất phát từ các lớp cơ sở hữu ích, mặc dù điều đó ít phổ biến hơn, theo kinh nghiệm của tôi), vì vậy bạn có thể vượt qua singleton như thể nó "chỉ là một cái khác " thực hiện.

Câu trả lời thực sự là của Jon Skeet, trên một diễn đàn khác ở đây .

Một singleton cho phép truy cập vào một thể hiện được tạo duy nhất - thể hiện đó (hay đúng hơn là một tham chiếu đến thể hiện đó) có thể được truyền dưới dạng tham số cho các phương thức khác và được coi như một đối tượng bình thường.

Một lớp tĩnh chỉ cho phép các phương thức tĩnh.

1. Các đối tượng đơn lẻ được lưu trữ trong Heap , nhưng các đối tượng tĩnh được lưu trữ trong ngăn xếp .
2. Chúng ta có thể sao chép (nếu người thiết kế không cho phép nó) đối tượng singleton, nhưng chúng ta không thể sao chép đối tượng lớp tĩnh.
3. Các lớp Singleton tuân theo OOP (nguyên tắc hướng đối tượng), các lớp tĩnh thì không.
4. Chúng ta có thể triển khai một interfacelớp Singleton, nhưng các phương thức tĩnh của một lớp (hoặc ví dụ C # static class) không thể.

Mẫu Singleton có một số lợi thế so với các lớp tĩnh. Đầu tiên, một singleton có thể mở rộng các lớp và thực hiện các giao diện, trong khi một lớp tĩnh không thể (nó có thể mở rộng các lớp, nhưng nó không kế thừa các thành viên thể hiện của chúng). Một singleton có thể được khởi tạo một cách lười biếng hoặc không đồng bộ trong khi một lớp tĩnh thường được khởi tạo khi nó được tải lần đầu tiên, dẫn đến các vấn đề về trình nạp lớp tiềm năng. Tuy nhiên, ưu điểm quan trọng nhất là các singletons có thể được xử lý đa hình mà không buộc người dùng của họ cho rằng chỉ có một trường hợp.

staticcác lớp học không dành cho bất cứ thứ gì cần nhà nước. Nó rất hữu ích để đặt một loạt các chức năng với nhau tức là Math(hoặc Utilstrong các dự án). Vì vậy, tên lớp chỉ cho chúng ta một đầu mối nơi chúng ta có thể tìm thấy các hàm và không có gì nữa.

Singletonlà mô hình yêu thích của tôi và tôi sử dụng nó để quản lý một cái gì đó tại một điểm duy nhất. Nó linh hoạt hơn staticcác lớp và có thể duy trì trạng thái của nó. Nó có thể thực hiện các giao diện, kế thừa từ các lớp khác và cho phép kế thừa.

Quy tắc của tôi để chọn giữa staticvà singleton:

Nếu có một loạt các chức năng nên được giữ cùng nhau, thì đó staticlà sự lựa chọn. Bất cứ điều gì khác cần truy cập duy nhất vào một số tài nguyên, có thể được thực hiện như một singleton.

Lớp tĩnh: -

1. Bạn không thể tạo thể hiện của lớp tĩnh.

2. Được tải tự động bởi thời gian chạy ngôn ngữ chung .NET Framework (CLR) khi chương trình hoặc không gian tên chứa lớp được tải.

3. Lớp tĩnh không thể có hàm tạo.

4. Chúng ta không thể truyền lớp tĩnh cho phương thức.

5. Chúng ta không thể kế thừa lớp Tĩnh cho một lớp Tĩnh khác trong C #.

6. Một lớp có tất cả các phương thức tĩnh.

7. Hiệu suất tốt hơn (phương thức tĩnh được liên kết theo thời gian biên dịch)

Người độc thân: -

1. Bạn có thể tạo một thể hiện của đối tượng và sử dụng lại nó.

2. Ví dụ Singleton được tạo lần đầu tiên khi người dùng yêu cầu.

3. Lớp Singleton có thể có constructor.

4. Bạn có thể tạo đối tượng của lớp singleton và truyền nó cho phương thức.

5. Lớp Singleton không nói bất kỳ hạn chế nào của Kế thừa.

6. Chúng ta có thể loại bỏ các đối tượng của một lớp đơn nhưng không phải là lớp tĩnh.

7. Phương pháp có thể được ghi đè.

8. Có thể lười tải khi cần (các lớp tĩnh luôn được tải).

9. Chúng ta có thể thực hiện giao diện (lớp tĩnh không thể thực hiện giao diện).

Một lớp tĩnh là một lớp chỉ có các phương thức tĩnh, trong đó một từ tốt hơn sẽ là "hàm". Phong cách thiết kế thể hiện trong một lớp tĩnh hoàn toàn là thủ tục.

Singleton, mặt khác, là một mẫu cụ thể cho thiết kế OO. Nó là một thể hiện của một đối tượng (với tất cả các khả năng vốn có trong đó, chẳng hạn như đa hình), với một quy trình tạo đảm bảo rằng chỉ có một thể hiện của vai trò cụ thể đó trong toàn bộ thời gian tồn tại của nó.

Trong mẫu singleton, bạn có thể tạo singleton như một thể hiện của loại dẫn xuất, bạn không thể làm điều đó với một lớp tĩnh.

Ví dụ nhanh:

if( useD3D )
    IRenderer::instance = new D3DRenderer
else
    IRenderer::instance = new OpenGLRenderer

Để mở rộng câu trả lời của Jon Skeet

Sự khác biệt lớn giữa một singleton và một loạt các phương thức tĩnh là các singleton có thể thực hiện các giao diện (hoặc xuất phát từ các lớp cơ sở hữu ích, mặc dù đó là IME ít phổ biến hơn), vì vậy bạn có thể chuyển qua singleton như thể nó là "triển khai" khác.

Singletons dễ làm việc hơn khi đơn vị kiểm tra một lớp. Bất cứ nơi nào bạn vượt qua singletons như một tham số (hàm tạo, setters hoặc phương thức), bạn có thể thay thế một phiên bản bị nhạo báng hoặc sơ khai của singleton.

Đây là một bài viết hay: http://javarevisited.blogspot.com.au/2013/03/difference-b between-singleton-potype-vs-static-class-java.html

Các lớp tĩnh

• một lớp có tất cả các phương thức tĩnh .
• hiệu suất tốt hơn (phương thức tĩnh được liên kết vào thời gian biên dịch)

• không thể ghi đè phương thức, nhưng có thể sử dụng phương thức ẩn. ( Phương thức ẩn trong Java là gì? Ngay cả phần giải thích JavaDoc cũng khó hiểu )

  public class Animal {
      public static void foo() {
          System.out.println("Animal");
      }
  }
  
  public class Cat extends Animal {
      public static void foo() {  // hides Animal.foo()
          System.out.println("Cat");
      }
  }
  

Người độc thân

• một đối tượng chỉ có thể được khởi tạo một lần.
• các phương thức có thể bị ghi đè ( Tại sao Java không cho phép ghi đè các phương thức tĩnh? )
• dễ dàng hơn để giả định phương pháp tĩnh
• tốt hơn trong việc duy trì trạng thái

Tóm lại, tôi sẽ chỉ sử dụng các lớp tĩnh để giữ các phương thức sử dụng và sử dụng Singleton cho mọi thứ khác.

Chỉnh sửa

• Các lớp tĩnh cũng lười tải. Cảm ơn @jmoreno ( Khi nào khởi tạo lớp tĩnh xảy ra? )

• phương thức ẩn cho các lớp tĩnh. Cảm ơn @MaxPeng.

Một ưu điểm khác của singleton là nó có thể dễ dàng được nối tiếp, điều này có thể cần thiết nếu bạn cần lưu trạng thái của nó vào đĩa hoặc gửi nó đi đâu đó từ xa.

Tôi không phải là một nhà lý thuyết OO tuyệt vời, nhưng từ những gì tôi biết, tôi nghĩ rằng tính năng OO duy nhất mà các lớp tĩnh thiếu so với Singletons là đa hình. Nhưng nếu bạn không cần nó, với một lớp tĩnh, tất nhiên bạn có thể có sự kế thừa (không chắc chắn về việc thực hiện giao diện) và đóng gói dữ liệu và chức năng.

Nhận xét của Morendil, "Phong cách thiết kế thể hiện trong một lớp tĩnh hoàn toàn là thủ tục" Tôi có thể sai, nhưng tôi không đồng ý. Trong các phương thức tĩnh, bạn có thể truy cập các thành viên tĩnh, sẽ giống hệt như các phương thức singleton truy cập các thành viên thể hiện đơn lẻ của chúng.

chỉnh sửa:
Bây giờ tôi thực sự nghĩ rằng một sự khác biệt khác là một lớp Tĩnh được khởi tạo ngay khi bắt đầu chương trình * và tồn tại trong suốt vòng đời của chương trình, trong khi một số đơn lẻ được thể hiện rõ ràng tại một số điểm và cũng có thể bị phá hủy.

* hoặc nó có thể được khởi tạo ngay lần đầu sử dụng, tùy thuộc vào ngôn ngữ, tôi nghĩ vậy.

Để minh họa quan điểm của Jon, những gì hiển thị bên dưới không thể được thực hiện nếu Logger là một lớp tĩnh. Lớp này SomeClassmong muốn một thể hiện củaILogger hiện thực hiện được truyền vào hàm tạo của nó.

Lớp đơn là quan trọng để tiêm phụ thuộc là có thể.

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace ConsoleApplication2
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {

            var someClass = new SomeClass(Logger.GetLogger());
        }


    }

    public class SomeClass 
    {
        public SomeClass(ILogger MyLogger)
        {

        }
    }

    public class Logger : ILogger
    {
        private static Logger _logger;
        private Logger() { }

        public static Logger GetLogger()
        {
            if (_logger==null)
            {
                _logger = new Logger();
            }

            return _logger;
        }

        public void Log()
        {

        }

    }


    public interface ILogger
    {
         void Log();
    }
}

Vâng, một singleton chỉ là một lớp bình thường được khởi tạo nhưng chỉ một lần và gián tiếp từ mã máy khách. Lớp tĩnh không được khởi tạo. Theo tôi biết các phương thức tĩnh (lớp tĩnh phải có phương thức tĩnh) nhanh hơn phương thức không tĩnh.

Chỉnh sửa:
FxCop Mô tả quy tắc hiệu suất: "Các phương thức không truy cập dữ liệu cá thể hoặc phương thức gọi cuộc gọi có thể được đánh dấu là tĩnh (Được chia sẻ trong VB). Sau khi làm như vậy, trình biên dịch sẽ phát ra các trang web cuộc gọi không ảo đến các thành viên này sẽ ngăn chặn kiểm tra trong thời gian chạy cho mỗi cuộc gọi đảm bảo con trỏ đối tượng hiện tại là không null. Điều này có thể dẫn đến mức tăng hiệu suất có thể đo được đối với mã nhạy cảm hiệu năng. Trong một số trường hợp, việc không truy cập vào đối tượng hiện tại thể hiện vấn đề chính xác. "
Tôi thực sự không biết nếu điều này cũng áp dụng cho các phương thức tĩnh trong các lớp tĩnh.

Singleton được khởi tạo, nó chỉ có một trường hợp duy nhất được khởi tạo, do đó là một trong Singleton.

Một lớp tĩnh không thể được khởi tạo bởi bất cứ thứ gì khác ngoài chính nó.

Sự khác biệt chính là:

• Singleton có một cá thể / đối tượng trong khi lớp tĩnh là một nhóm các phương thức tĩnh
• Singleton có thể được mở rộng, ví dụ thông qua một giao diện trong khi lớp tĩnh không thể.
• Singleton có thể được kế thừa, hỗ trợ các nguyên tắc mở / đóng trong các nguyên tắc RẮN, mặt khác, lớp tĩnh không thể được kế thừa và chúng ta cần phải tự thay đổi.
• Đối tượng Singleton có thể được truyền cho các phương thức trong khi lớp tĩnh vì nó không có thể hiện được như là tham số

Singleton là cách tiếp cận tốt hơn từ quan điểm thử nghiệm. Không giống như các lớp tĩnh, singleton có thể thực hiện các giao diện và bạn có thể sử dụng thể hiện giả và tiêm chúng.

Trong ví dụ dưới đây tôi sẽ minh họa điều này. Giả sử bạn có một phương thức is Goodprice () sử dụng phương thức getprice () và bạn triển khai getprice () làm phương thức trong một singleton.

singleton cung cấp chức năng getprice:

public class SupportedVersionSingelton {

    private static ICalculator instance = null;

    private SupportedVersionSingelton(){

    }

    public static ICalculator getInstance(){
        if(instance == null){
            instance = new SupportedVersionSingelton();
        }

        return instance;
    }

    @Override
    public int getPrice() {
        // calculate price logic here
        return 0;
    }
}

Sử dụng getprice:

public class Advisor {

    public boolean isGoodDeal(){

        boolean isGoodDeal = false;
        ICalculator supportedVersion = SupportedVersionSingelton.getInstance();
        int price = supportedVersion.getPrice();

        // logic to determine if price is a good deal.
        if(price < 5){
            isGoodDeal = true;
        }

        return isGoodDeal;
    }
}


In case you would like to test the method isGoodPrice , with mocking the getPrice() method you could do it by:
Make your singleton implement an interface and inject it. 



  public interface ICalculator {
        int getPrice();
    }

Thực hiện Singleton cuối cùng:

public class SupportedVersionSingelton implements ICalculator {

    private static ICalculator instance = null;

    private SupportedVersionSingelton(){

    }

    public static ICalculator getInstance(){
        if(instance == null){
            instance = new SupportedVersionSingelton();
        }

        return instance;
    }

    @Override
    public int getPrice() {
        return 0;
    }

    // for testing purpose
    public static void setInstance(ICalculator mockObject){
        if(instance != null ){
instance = mockObject;
    }

lớp kiểm tra:

public class TestCalculation {

    class SupportedVersionDouble implements ICalculator{
        @Override
        public int getPrice() { 
            return 1;
        }   
    }
    @Before
    public void setUp() throws Exception {
        ICalculator supportedVersionDouble = new SupportedVersionDouble();
        SupportedVersionSingelton.setInstance(supportedVersionDouble);

    }

    @Test
    public void test() {
          Advisor advidor = new Advisor();
          boolean isGoodDeal = advidor.isGoodDeal();
          Assert.assertEquals(isGoodDeal, true);

    }

}

Trong trường hợp chúng tôi sử dụng phương pháp thay thế bằng cách sử dụng phương thức tĩnh để triển khai getprice (), rất khó để giả định getprice (). Bạn có thể giả lập tĩnh với mock điện, nhưng không phải tất cả các sản phẩm đều có thể sử dụng nó.

Tôi đồng ý với định nghĩa này:

Từ " độc thân " có nghĩa là một đối tượng trong suốt vòng đời ứng dụng, vì vậy phạm vi nằm ở cấp ứng dụng.

các tĩnh không có bất kỳ con trỏ đối tượng, vì vậy phạm vi đang ở mức App Domain.

Hơn nữa cả hai nên được thực hiện để được an toàn chủ đề.

Bạn có thể tìm thấy những khác biệt thú vị khác về: Singleton Pattern Versus static Class

Một sự khác biệt đáng chú ý là sự khác biệt ngay lập tức đi kèm với Singletons.

Với các lớp tĩnh, nó được tạo bởi CLR và chúng tôi không kiểm soát nó. với singletons, đối tượng được khởi tạo ngay trong trường hợp đầu tiên mà nó đã cố gắng truy cập.

Trong nhiều trường hợp, hai cái này không có sự khác biệt thực tế, đặc biệt là nếu cá thể singleton không bao giờ thay đổi hoặc thay đổi rất chậm, ví dụ như giữ cấu hình.

Tôi muốn nói rằng sự khác biệt lớn nhất là một singleton vẫn là một Java Bean bình thường, trái ngược với một lớp Java chỉ tĩnh chuyên biệt. Và vì điều này, một người độc thân được chấp nhận trong nhiều tình huống hơn; thực tế nó là chiến lược khởi tạo mặc định của Spring Framework. Người tiêu dùng có thể hoặc không thể biết đó là một người độc thân được thông qua, họ chỉ coi nó như một hạt đậu Java bình thường. Nếu yêu cầu thay đổi và một singleton cần phải trở thành một nguyên mẫu thay vào đó, như chúng ta thường thấy trong Spring, nó có thể được thực hiện hoàn toàn liền mạch mà không cần một dòng mã thay đổi cho người tiêu dùng.

Một số người khác đã đề cập trước đó rằng một lớp tĩnh nên hoàn toàn theo thủ tục, ví dụ java.lang.Math. Trong tâm trí của tôi, một lớp như vậy không bao giờ nên được thông qua và chúng không bao giờ nên giữ bất cứ thứ gì ngoài cuối cùng tĩnh làm thuộc tính. Đối với mọi thứ khác, hãy sử dụng một singleton vì nó linh hoạt hơn và dễ bảo trì hơn.

Chúng tôi có khung DB của chúng tôi giúp kết nối tới Back end. Để tránh việc đọc bẩn trên nhiều người dùng, chúng tôi đã sử dụng mẫu singleton để đảm bảo chúng tôi có một phiên bản duy nhất có sẵn tại bất kỳ thời điểm nào.

Trong c #, một lớp tĩnh không thể thực hiện giao diện. Khi một lớp cá thể duy nhất cần triển khai giao diện cho các hợp đồng kinh doanh hoặc mục đích IoC, đây là nơi tôi sử dụng mẫu Singleton mà không có lớp tĩnh

Singleton cung cấp một cách để duy trì trạng thái trong các tình huống không trạng thái

Mong rằng sẽ giúp bạn ..

1. Tải lười biếng
2. Hỗ trợ các giao diện, để thực hiện riêng biệt có thể được cung cấp
3. Khả năng trả về loại dẫn xuất (dưới dạng kết hợp giữa tải và tải xuống giao diện)

a. Tuần tự hóa - Các thành viên tĩnh thuộc về lớp và do đó không thể được tuần tự hóa.

b. Mặc dù chúng ta đã đặt hàm tạo riêng tư, các biến thành viên tĩnh vẫn sẽ được chuyển đến lớp con.

c. Chúng ta không thể lười khởi tạo vì mọi thứ sẽ chỉ được tải khi tải lớp.

Từ góc độ máy khách, hành vi tĩnh được biết đến với máy khách nhưng hành vi Singleton có thể được hoàn thành ẩn khỏi máy khách. Khách hàng có thể không bao giờ biết rằng chỉ có một trường hợp duy nhất anh ta chơi đi chơi lại.

Tôi đọc những điều sau đây và nghĩ rằng nó cũng có ý nghĩa:

Chăm sóc doanh nghiệp

Hãy nhớ rằng, một trong những quy tắc OO quan trọng nhất là một đối tượng tự chịu trách nhiệm. Điều này có nghĩa là các vấn đề liên quan đến vòng đời của một lớp nên được xử lý trong lớp, không được ủy quyền cho các cấu trúc ngôn ngữ như tĩnh, v.v.

từ cuốn sách Quy trình tư duy hướng đối tượng 4th Ed.

Trong một bài viết tôi đã viết, tôi đã mô tả quan điểm của mình về lý do tại sao singleton tốt hơn nhiều so với một lớp tĩnh:

1. Lớp tĩnh không thực sự là lớp chuẩn - đó là một không gian tên với các hàm và biến
2. Sử dụng lớp tĩnh không phải là một cách thực hành tốt vì phá vỡ các nguyên tắc lập trình hướng đối tượng
3. Lớp tĩnh không thể được truyền làm tham số cho khác
4. Lớp tĩnh không phù hợp với khởi tạo lười biếng
5. Khởi tạo và sử dụng lớp tĩnh luôn khó theo dõi
6. Thực hiện quản lý luồng là khó

1. Chúng ta có thể tạo đối tượng của lớp singleton và truyền nó cho phương thức.

2. Lớp Singleton không hạn chế quyền thừa kế.

3. Chúng ta không thể loại bỏ các đối tượng của một lớp tĩnh nhưng có thể là lớp đơn.

Phân biệt với lớp tĩnh

JDK có các ví dụ về cả singleton và static, một mặt java.lang.Mathlà lớp cuối cùng với các phương thức tĩnh, mặt khác java.lang.Runtimelà lớp singleton.

Ưu điểm của singleton

• Nếu nhu cầu duy trì trạng thái của bạn so với mẫu đơn là lựa chọn tốt hơn lớp tĩnh, bởi vì duy trì trạng thái trong lớp tĩnh dẫn đến lỗi, đặc biệt là trong môi trường đồng thời, điều đó có thể dẫn đến điều kiện chạy đua mà không sửa đổi song song đầy đủ bởi nhiều luồng.

• Lớp Singleton có thể được tải lười biếng nếu nó là một vật nặng, nhưng lớp tĩnh không có lợi thế như vậy và luôn được tải một cách háo hức.

• Với singleton, bạn có thể sử dụng tính kế thừa và đa hình để mở rộng lớp cơ sở, triển khai giao diện và cung cấp các cài đặt khác nhau.

• Do các phương thức tĩnh trong Java không thể bị ghi đè, nên chúng dẫn đến tính không linh hoạt. Mặt khác, bạn có thể ghi đè các phương thức được xác định trong lớp singleton bằng cách mở rộng nó.

Nhược điểm của lớp tĩnh

• Viết bài kiểm tra đơn vị cho singleton dễ hơn so với lớp tĩnh, bởi vì bạn có thể vượt qua đối tượng giả bất cứ khi nào singleton được mong đợi.

Ưu điểm của lớp tĩnh

• Lớp tĩnh cung cấp hiệu năng tốt hơn singleton, bởi vì các phương thức tĩnh được liên kết theo thời gian biên dịch.

Có một số nhận thức về mẫu singleton mỗi cái có ưu điểm và nhược điểm.

• Háo hức tải đơn
• Kiểm tra khóa đơn
• Thành ngữ chủ sở hữu khởi tạo theo yêu cầu
• Đơn vị dựa trên enum

Mô tả chi tiết mỗi bài trong số chúng quá dài dòng nên tôi chỉ cần đặt một liên kết đến một bài viết hay - Tất cả những gì bạn muốn biết về Singleton

Có một sự khác biệt rất lớn giữa một thể hiện của lớp tĩnh đơn (nghĩa là một thể hiện của một lớp, đó là một biến tĩnh hoặc biến toàn cục) và một con trỏ tĩnh đơn đối với một thể hiện của lớp trên heap:

Khi ứng dụng của bạn thoát, hàm hủy của thể hiện của lớp tĩnh sẽ được gọi. Điều đó có nghĩa là nếu bạn đã sử dụng thể hiện tĩnh đó như một singleton, thì singleton của bạn đã ngừng hoạt động bình thường. Nếu vẫn còn mã đang chạy sử dụng singleton đó, ví dụ trong một luồng khác, mã đó có khả năng bị sập.

Sự khác biệt trong đầu tôi là triển khai lập trình hướng đối tượng (Singleton / Prototype) hoặc lập trình chức năng (Tĩnh).

Chúng ta quá tập trung vào số lượng đối tượng được tạo bởi mẫu đơn khi điều chúng ta nên tập trung vào là cuối cùng chúng ta giữ một đối tượng. Giống như những người khác đã nói, nó có thể được mở rộng, thông qua như một tham số nhưng quan trọng nhất là nó có đầy đủ trạng thái.

Mặt khác, tĩnh được sử dụng để thực hiện lập trình chức năng. Các thành viên tĩnh thuộc về một lớp. Họ không quốc tịch.

Nhân tiện, bạn đã biết rằng bạn có thể tạo các lớp tĩnh singleton :)