面试题：Ruby中类方法与单例模式的关联

Question

在Ruby中，类方法是如何与单例模式相关联的？请阐述其基本原理，并给出一个简单示例说明如何在类中定义类方法以及如何使用单例模式确保类只有一个实例并能通过类方法访问特定功能。

Answer 1

类方法与单例模式的关联及原理

1. 类方法：在Ruby中，类方法是定义在类本身而不是类的实例上的方法。可以通过类名直接调用这些方法，常用于执行与整个类相关的操作，而不是与特定实例相关的操作。
2. 单例模式：单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点来访问这个实例。在Ruby中，单例模式与类方法相关联，因为类方法可以作为访问单例实例的一种方式，同时也可以在类方法中实现与单例实例相关的特定功能。
3. 关联原理：通过在类方法中控制实例的创建和访问，使得类始终只有一个实例。当需要访问单例实例的特定功能时，可以通过调用类方法来间接操作这个唯一的实例。

示例代码

class SingletonClass
  # 类变量，用于存储单例实例
  @@instance = nil

  # 类方法，用于获取单例实例
  def self.instance
    @@instance ||= new
    @@instance
  end

  # 类方法，单例实例的特定功能
  def self.singleton_method
    puts "This is a method of the singleton instance"
  end

  # 实例方法，仅供示例
  def instance_method
    puts "This is an instance method"
  end
end

# 获取单例实例
singleton_obj = SingletonClass.instance
# 调用类方法（单例实例的特定功能）
SingletonClass.singleton_method
# 调用实例方法
singleton_obj.instance_method

在上述代码中，SingletonClass类定义了一个instance类方法来确保只有一个实例被创建。@@instance类变量用于存储这个单例实例。singleton_method类方法展示了如何定义与单例实例相关的特定功能。通过SingletonClass.instance获取单例实例后，既可以调用类方法singleton_method，也可以调用实例方法instance_method。