C#面试分享：单例模式

提问1：请给出单例模式的实现：

答：

public class Animal{    private static Animal _instance = null;    private static readonly object _lock = new object();    public static Animal Instance    {        get        {            if (_instance == null)            {                lock (_lock)                {                    if (_instance == null)                    {                        _instance = new Animal();                    }                }            }            return _instance;        }    }    public string Name { get; set; } = "Animal"    private Animal() {}            public void Print()    {        Console.WriteLine("i am " + Name);    }}

提问2：继承会破坏单例模式吗？

分析：

说实话，当时这个问题把我给问懵了，没有想明白面试官想考察什么。

下面参考《Head First 设计模式》一书的相关问题，来做一些分析：

首先，就上文的代码而言，子类可以继承 Animal 吗？

答案显然是不能的，因为Animal的构造函数是私有(private)的。为了不破坏单例模式"唯一实例，全局访问点"这两个约束条件，我们把构造器改为 protected ，这样子类就能顺利继承Animal了。

第二点，我们假定所有的子类也是单例的，所以每个子类都应该实现 Instance 这么一个全局访问点，以下代码实现了继承自 Animal 的子类 Cat 单例模式：

public class Cat : Animal{    private static Cat _instance = null;    private static readonly object _lock = new object();    public new static Cat Instance    {        get        {            if (_instance == null)            {                lock (_lock)                {                    if (_instance == null)                    {                        _instance = new Cat();                    }                }            }            return _instance;        }    }    protected Cat()    {        Name = "cat";    }}

测试：

Animal animal = Animal.Instance;Animal cat = Cat.Instance;animal.Print();cat.Print();

打印结果：

i am animali am animal

这种结果显然是有问题的，原因就在于子类 Cat 的 Instance 是用 new 修饰的，cat对象调用的Instance属性其实还是父类 Animal 的Instance属性。

解决方法就是在父类中实现“注册器”，提供父类及其所有子类的“全局访问点”，以下就是修改后的父类 Animal 代码：

public class Animal{    private static readonly IDictionary
    
      _dictionary = new ConcurrentDictionary
     
      ();    static Animal()    {        _dictionary.Add(typeof(Animal), new Animal());    }    public static T GetInstance
      
       () where T : Animal    {        var type = typeof(T);        if (!_dictionary.ContainsKey(type))        {            var constructors = type.GetConstructors(BindingFlags.Instance | BindingFlags.NonPublic);            var constructor = constructors[0];            var animal = constructor.Invoke(null) as Animal;            _dictionary.Add(type, animal);            return animal as T;        }        return _dictionary[type] as T;    }    public string Name { get; protected set; }    protected Animal()    {        Name = "Animal";    }            public void Print()    {        Console.WriteLine("i am " + Name);    }}
      
     
    

Cat代码

public class Cat : Animal{    protected Cat()    {        Name = "Cat";    }}

测试：

static void Main(string[] args){    Animal animal = Animal.GetInstance
    
     ();    Animal cat = Animal.GetInstance
     
      ();    animal.Print();    cat.Print();    Console.ReadLine();}
     
    

输出：

i am Animali am Cat