1. 请在草稿纸上手写一个单例模式的实现代码，拍照提交作业。

说明：笔者拍照实现饿汉式单例类，也就是应用一启动，就会把单例对象加载到内存。

问什么要试用 Singleton

Singleton 模式保证产生单一实例，就是说一个类只产生一个实例。试用 Singleton 有两个原因

是因为只有一个实例，可以减少实例频繁创建和销毁带来的资源消耗。
是当多个用户试用这个实例的时候，便于进行统一控制（比如打印机对象）。

前者是性能需求，后者是功能需求。

饿汉式 Singleton

public class HungrySingleton {private static HungrySingleton instance = new HungrySingleton();private HungrySingleton() {}public static HungrySingleton getInstance() {return instance;}
}

注意：一定要有私有的构造函数，保证实例只能通过getInstance() 方法获得。

尽量使用饿汉式构造单实例。单例中的成员变量是多线程重用的，可能会产生意想不到的结果，因此尽量将单例设计为无状态对象（只提供服务，不保存状态）。

饿汉式 Singleton 的问题是，应用一启动就加载对象进内存，就算从来未被用过。

懒汉式 Singleton

publci class LazySingleton {private static LazySingleton instance = null;private LazySingleton() {}public static synchronized LazySingleton getInstance() {if (instance == null) {instance = new LazySingleton();}return instance;}
}

注意： getInstance() 的修饰符 synchronized 一定要加上，否则可能会产生多重实例。

懒汉式Singleton解决了饿汉式Singleton，当调用的时候才去加载对象到内存。但是引发了另外一个性能问题，每次访问对象都要加锁。

提升性能的懒汉式 Singleton

publci class LazySingleton {private static LazySingleton instance = null;private LazySingleton() {}public static LazySingleton getInstance() {if (instance == null) {instance = LazySingleton.buildInstance();}return instance;}private static synchronized LazySingleton buildInstance() {if (instance == null) {instance = new LazySingleton();}return instance;}
}

只有当对象为null的时候，才去加锁创建对象。

2. 请用组合设计模式编写程序

打印输出图 1 的窗口，窗口组件的树结构如图 2 所示，打印输出示例参考图 3。

组合模式的类图：

package structure;import java.util.ArrayList;
import java.util.List;interface Item {void print();String getName();void setName(String name);List<Item> getChilds();int addChild(Item item);
}abstract class Component implements Item {private List<Item> childs = new ArrayList<>();private String name;@Overridepublic String getName() {return name;}@Overridepublic void setName(String name) {this.name = name;}@Overridepublic List<Item> getChilds() {return childs;}@Overridepublic void print() {String className = this.getClass().getSimpleName();System.out.println("print " + className + "(" + getName() + ")");List<Item> childs = getChilds();for (Item item: childs) {item.print();}}@Overridepublic int addChild(Item item) {List<Item> childs = getChilds();if (childs == null) {return 0;}if (item != null) {childs.add(item);}return childs.size();}
}class WinForm extends Component { }
class Button extends Component { }
class CheckBox extends Component { }
class Frame extends Component { }
class Label extends Component { }
class LinkLabel extends Component { }
class PasswordBox extends Component { }
class Picture extends Component { }
class TextBox extends Component { }public class Composition {public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, InstantiationException {Item mainForm = createChild("WINDOW窗口", WinForm.class);addChilds(mainForm);mainForm.print();}static <T> Item createChild(String name, Class<T> clazz) throws IllegalAccessException, InstantiationException {Item child = (Item)clazz.newInstance();child.setName(name);return child;}static void addChilds(Item mainForm) throws InstantiationException, IllegalAccessException {mainForm.addChild(createChild("LOGO图片", Picture.class));mainForm.addChild(createChild("登录", Button.class));mainForm.addChild(createChild("注册", Button.class));Item frame = createChild("FRAME1", Frame.class);mainForm.addChild(frame);frame.addChild(createChild("用户名", Label.class));frame.addChild(createChild("文本框", TextBox.class));frame.addChild(createChild("密码", Label.class));frame.addChild(createChild("密码框", PasswordBox.class));frame.addChild(createChild("复选框", CheckBox.class));frame.addChild(createChild("记住用户名", TextBox.class));frame.addChild(createChild("忘记密码", LinkLabel.class));}
}

输出结果

print WinForm(WINDOW窗口)
print Picture(LOGO图片)
print Button(登录)
print Button(注册)
print Frame(FRAME1)
print Label(用户名)
print TextBox(文本框)
print Label(密码)
print PasswordBox(密码框)
print CheckBox(复选框)
print TextBox(记住用户名)
print LinkLabel(忘记密码)

第二题助教老师提供的参考答案（Java实现）

https://github.com/kim118000/geek-code

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懒汉式 Singleton

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