设计模式在游戏开发中的应用之单例模式

单例模式

通俗的定义

是指在运行中只有一个实例对象存在。

结构图如下

single

游戏开发中的使用

游戏开发中单例模式的使用也是非常普遍的,比如在Cocos2d-x中的Director就是一个单例。比如游戏中的很多工具类都是做成单例或者静态类的方式来使用。单例还有一种写法,很少有人使用,然而这种写法在做游戏开发时却很好用。比如,我们在需要分享时,往往都需要每个平台都有单独的功能和实现方式,很多时候我们都这么写:

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class ShareUtils {
private _instance = new ShareUtils();
private ShareUtils() {
}
public getInstance() {
return _instance;
}
public void shareToIOS () {
//todo iOS share
}
public void shareToAndroid () {
//todo android share
}
}

然后再根据不同平台调用不同的函数。其实我们完全可以写的再优雅一些:

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class ShareUtils {
private ShareUtils _instance = null;
private ShareUtils() {
}
public getInstance() {
if (_instance == null) {
if (PLATFORM == IOS) {
_instance = new IOSShare()
} else if (PLATFORM == ANDROID) {
_instance = new AndroidShare()
}
}
return _instance;
}
public void share();
}
class IOSShare extends ShareUtils {
public void share() {
//todo ios share
}
}
class AndroidShare extends ShareUtils {
public void share() {
//todo android share
}
}

其实这里我们更重要的是要讨论一下单例模式的问题。

单例模式的问题

最大问题之一就是它本身是一个全局变量。全局变量会让人很难阅读和理解,当我们去查找一个别人写的代码中的bug时,如果这里没有使用全局变量的话,我们只要理解这个函数体内的代码和传递的参数就可以了。然而当这里充斥着全局变量的时候,性质就不一样了,你要全局搜索这个全局变量都在哪里引用了,做了什么修改,为什么这么修改,理解和修改的代价就会变得特别大。同时全局变量还增加了代码的耦合性,这也是个问题。在很多项目中我们都能看见这样的类:SoundManager,GameManager,DataUtils等等,各种各样的Manager和Utils,大多数时候它们很管用,但是当你要创建这么一个类的时候,你应该思考一下真的需要一个单例的类么?在《游戏编程模式》中有下面这个例子:

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class Bullet
{
public:
int getX() const { return x_; }
int getY() const { return y_; }
void setX(int x) { x_ = x; }
void setY(int y) { y_ = y; }
private:
int x_, y_;
};
class BulletManager
{
public:
Bullet* create(int x, int y)
{
Bullet* bullet = new Bullet();
bullet->setX(x);
bullet->setY(y);
return bullet;
}
bool isOnScreen(Bullet& bullet)
{
return bullet.getX() >= 0 &&
bullet.getX() < SCREEN_WIDTH &&
bullet.getY() >= 0 &&
bullet.getY() < SCREEN_HEIGHT;
}
void move(Bullet& bullet)
{
bullet.setX(bullet.getX() + 5);
}
};

这里的BulletManager就是一个管理Bullet的单例类,看起来这里很合理,但是真的需要吗?答案是不需要:

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class Bullet
{
public:
Bullet(int x, int y) : x_(x), y_(y) {}
bool isOnScreen()
{
return x_ >= 0 && x_ < SCREEN_WIDTH &&
y_ >= 0 && y_ < SCREEN_HEIGHT;
}
void move() { x_ += 5; }
private:
int x_, y_;
};

总之,单例是很方便,有时也很管用,但是要慎用,如果项目中充斥着大量的单例,那么这个项目肯定是难以维护的。

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