C#窗口实现单例模式的方法

实现单例模式的目的是确保在系统中只有一个实例可以被创建和访问。C#语言针对这个问题提供了多种解决方案，其中窗口实现单例模式的方法是一种常用的方式。

实现方法

方案一：静态实例

在C#中，使用静态字段来保存唯一一个实例，确保这个实例可以被共享。同时为了限制实例化次数，将构造函数修饰为私有的。

示例代码：

public class SingletonWindow
{
    private static readonly SingletonWindow instance = new SingletonWindow();

    private SingletonWindow() { }

    public static SingletonWindow Instance
    {
        get { return instance; }
    }
}

这种方法简单易行，但是无法实现线程安全，有可能会在多线程环境下产生多个实例。

方案二：使用锁来实现线程安全

为了实现线程安全，可以使用锁来确保只有一个线程可以访问实例。

示例代码：

public sealed class SingletonWindow
{
    private static SingletonWindow instance = null;
    private static readonly object lockObj = new object();

    private SingletonWindow() { }

    public static SingletonWindow Instance
    {
        get
        {
            if (instance == null)
            {
                lock (lockObj)
                {
                    if (instance == null)
                    {
                        instance = new SingletonWindow();
                    }
                }
            }
            return instance;
        }
    }
}

这种方法通过使用双重非空检查锁定和静态构造函数确保了线程安全。

示例说明

以WinForm为例，实现窗口单例需注意以下细节：

示例一：在非多文档界面中实现单例模式

对于只有一个窗口的界面，在窗口的构造函数中进行单例控制是较为直接的：

public partial class FormMain : Form
{
    private static FormMain _singleForm = null;

    public static FormMain CreateInstance()
    {
        if (_singleForm == null)
            _singleForm = new FormMain();

        return _singleForm;
    }

    private FormMain()
    {
        InitializeComponent();
    }
}

这个窗口可以通过CreateInstance方法来实例化，由于构造函数私有，只会创建一个实例。在调用时，只要调用CreateInstance方法即可获得单例实例。

示例二：在多文档界面中实现单例模式

在多文档界面中，实现单例模式会稍微复杂一些。一般采用MDI父窗口和MDI子窗口的组合来实现，以确保每一个子窗口都是唯一的。

public partial class FormChild : Form
{
    public FormChild()
    {
        InitializeComponent();
    }

    private static bool IsExist(string strFormName)
    {
        bool bResult = false;

        foreach (Form form in Application.OpenForms)
        {
            if (form.Name == strFormName)
            {
                bResult = true;
                form.Activate();
                break;
            }
        }
        return bResult;
    }

    public static FormChild CreateInstance()
    {
        if (!IsExist("FormChild"))
        {
            FormChild fc = new FormChild();
            fc.MdiParent = FormMain.ActiveForm;
            fc.Show();
        }

        return FormMain.ActiveForm.ActiveMdiChild as FormChild;
    }
}

在这个示例中，子窗口使用IsExist方法来判断父窗口中是否存在相同的子窗口实例，如果存在，则激活子窗口并返回实例。如果不存在，则创建子窗口，并设置MDI父窗口为FormMain.ActiveForm，这样就保证了每一个子窗口都是唯一的实例。最后返回当前激活的MDI子窗口。

总结

窗口实现单例模式是在C#编程中比较常见的问题，在实现时可以采用静态实例和锁来确保单例。在WinForm开发中，窗口单例的实现过程还需要考虑MDI父窗口和MDI子窗口的组合。