1️⃣ 允许零个或一个对象

定义
- 每当即将产生一个对象，我们确知一件事情：会有一个constructor被调用。
- “阻止某个class产出对象”的最简单方法就是将其constructors声明为private

2️⃣ 问题的引入

假设我想为打印机设计一个class，我希望设下“只能存在一台打印机”的约束。

我们可以将”打印机对象“封装在某个函数内，如此一来每个人都能够取用打印机，但只有唯一一个打印机对象会被产生。

class PrintJob;			//前置声明

class Printer {
public:
    void submitJob(const PrintJob& job);
    void reset ();
    void performSelfTest ();
    ...
    friend Printer& thePrinter();
private:
    Printer();
    Printer(const Printer& rhs);
};

Printer& thePrinter ()
{
    static Printerp; //唯一的一个打印机对象。
    return p;
}

类的设计思想
- 第一，Printer class的constructor属性是private，可以压制对象的诞生。
- 第二，全局函数thePrinter被声明为此class的一个friend，致使thePrinter不受 private constructors的约束。
- 第三，thePrinter内含一个static Printer对象，意思是只有一个Printer对象会被产生出来。

3️⃣ 值得探讨的地方

第一点

形成唯一一个Printer对象的，是函数中的static对象而非class中的static对象
- 优点一
  - “class拥有一个static对象”的意思是：即使从未被用到，它也会被构造（及析构）。
  - “函数拥有一个static对象”的意思是：此对象在函数第一次被调用时才产生。
- 优点二
  - function static的初始化时机：在该函数第一次被调用时，并且在该static被定义处。至于一个class static(或是global static）则不一定在什么时候初始化。
  - C++对于“同一编译单元内的statics”的初始化顺序是有提出一些保证的，但对于“不同编译单元内的statics”的初始化顺序没有任何说明。

第二点

函数的”static对象“与inlining的互动。
- 为什么不被不将thePrinter申明成inline?
- inline对于non-member functions意味着这个函数有内部连接(internal linkage)。
 - 函数如果带有内部连接，可能会在程序中被复制，也就是说程序的目标代码（object code）可能会对带有内部连接的函数复制一份以上的代码，而此复制行为也包括函数内的static对象。
 - 结果呢，如果你有一个inline non-member function并于其中内含一个local static对象，你的程序可能会拥有多份该static对象的副本。
 - 所以，千万不要产生内含 local static对象的 inline non-member functions。

4️⃣ 对象计数

目的
- 利用numObjects来追踪记录目前存在多少个Printer对象。这个数值将在constructor中累加，并在destructor中递减。如果外界企图构造太多Printer对象，我们就抛出一个类型为 TooManyObjects的exception

案例

class Printer {
public:
    class TooManyObjects ();	//当外界申请太多对象时，
                                // 抛出这种 exceptionclass。
    Printer();
    ~Printer();
    ...
private:
    static size_t numObjects;
    Printer(const Printer&rhs);	//有着“打印机个数永远为 1”的限制，
                                //所以决不允许复制行为。
};

size_t Printer::numObjects = 0;
Printer::Printer()
{
    if (numObjects >= 1) {
        throw TooManyObject();
    }
    proceed with normal construction here;
    ++numObjects;
}

Printer::~Printer()
{
    perform normal destruction here;
    --numobjects;
}