SingletonとStaticの違いとは？【続編】」

こちらの記事について社内外でちょっとした議論になったので、その内容をまとめてみました。
Singletonパターンを利用する理由は「外部からnewさせたくないから」だと思っていましたが、「そう書いた方がわかりやすいから」「staticではないメソッドも利用可能になるから」という理由の方が大きそうです。

【指摘】

・privateコンストラクタを持った時点でnewできない

newさせたくないだけなら、オブジェクト取得メソッドは不要。
Singletonパターンで無くても良い。

・Singletonパターンの思想の表現としてオブジェクト取得メソッドが必要

書籍ではSingletonパターンはオブジェクト取得メソッドが必要とされている。
確かに、privateでオブジェクトを１つ生成、外部にはメソッド経由で提供する、とすれば、「オブジェクトは１つのみ存在する」という思想をわかりやすく表現できる。
人によってstaticの方が分かりやすいかSingletonパターンの方が分かりやすいかは違うと思うが、オブジェクト指向に慣れた技術者であればSingletonパターンの方が設計思想が分かりやすいというのはありそう。

・Singletonパターンだとstaticではないメソッドも参照可能になる

Singletonパターンであればクラスへの参照ではなくオブジェクトへの参照となる。
そのため、staticではないメソッドの参照も可能となる。
具体的には、継承・オーバーライドができるというメリットがある。

【サンプルコード】

・StaticMemory.java

public class StaticMemory {

    // 利用者側でnewさせたくないだけならこれだけで良い
    private StaticMemory() {
    }

    private static int num = 0;

    public static void setNum(int arg) {
        num = arg;
    }

    public static int getNum() {
        return num;
    }

}

public class StaticMemory {

// 利用者側でnewさせたくないだけならこれだけで良い

private StaticMemory() {

}

private static int num = 0;

public static void setNum(int arg) {

num = arg;

}

public static int getNum() {

return num;

}

・SingletonMemory.java

public class SingletonMemory {

    private static int num = 0;
    private static SingletonMemory instance = new SingletonMemory();

    protected SingletonMemory(){
    }

    public static SingletonMemory getInstance(){
        return instance;
    }

    public static void setNum(int arg) {
        num = arg;
    }

    public static int getNum() {
        return num;
    }

    public int getNumCalc() {
        return num * 2;
    }

}

public class SingletonMemory {

private static int num = 0;

private static SingletonMemory instance = new SingletonMemory();

protected SingletonMemory(){

}

public static SingletonMemory getInstance(){

return instance;

}

public static void setNum(int arg) {

num = arg;

}

public static int getNum() {

return num;

}

public int getNumCalc() {

return num * 2;

}

・SingletonMemoryChild.java

public class SingletonMemoryChild extends SingletonMemory {

    private static SingletonMemoryChild instance = new SingletonMemoryChild();

    private SingletonMemoryChild(){
    }

    public static SingletonMemoryChild getInstance(){
        return instance;
    }

    // 下記はビルドエラー
    // @Override
    // public static int getNum() {
    //    return 100;
    //}

    @Override
    public int getNumCalc() {
        return super.getNumCalc() * 2;
    }

}

public class SingletonMemoryChild extends SingletonMemory {

private static SingletonMemoryChild instance = new SingletonMemoryChild();

private SingletonMemoryChild(){

}

public static SingletonMemoryChild getInstance(){

return instance;

}

// 下記はビルドエラー

// @Override

// public static int getNum() {

// return 100;

//}

@Override

public int getNumCalc() {

return super.getNumCalc() * 2;

}

・MemoryTestMain.java

public class MemoryTestMain {

    // 要件：最新の値をメモリに保持したい
    @SuppressWarnings("static-access")
    public static void main(String［］ args) {

        int recentNum = 0; // 最新の値

        // 普通のStaticなクラスを使った場合
        recentNum = 1;
        StaticMemory.setNum(recentNum);
        System.out.println("Static1："+StaticMemory.getNum());

        // privateコンストラクタを定義すれば使う側でオブジェクトを作れない
        // （下記はエラー）
        // StaticMemory instance2 = new StaticMemory();
        // instance2.setNum(recentNum);
        // System.out.println("new1："+instance2.getNum());

        // オブジェクト取得メソッドを利用すれば非staticメソッドも参照可能
        recentNum = 2;
        SingletonMemory.getInstance().setNum(recentNum);
        System.out.println
            ("Shingleton1："+SingletonMemory.getInstance().getNum());
        System.out.println
            ("Shingleton2："+SingletonMemory.getInstance().getNumCalc());

        // 直接参照だと非staticメソッドを参照できない
        recentNum = 3;
        SingletonMemory.setNum(recentNum);
        System.out.println
            ("直接参照1："+SingletonMemory.getNum());
        // System.out.println
        //     ("直接参照2："+SingletonMemory.getNumCalc());

        // Singletoneなクラスを継承したクラスを利用
        // 非staticメソッドはオーバーライドしたメソッドが呼び出される
        recentNum = 4;
        SingletonMemoryChild.getInstance().setNum(recentNum);
        System.out.println
            ("Child1："+SingletonMemoryChild.getInstance().getNum());
        System.out.println
            ("Child2："+SingletonMemoryChild.getInstance().getNumCalc());

    }

}

public class MemoryTestMain {

// 要件：最新の値をメモリに保持したい

@SuppressWarnings("static-access")

public static void main(String［］ args) {

int recentNum = 0; // 最新の値

// 普通のStaticなクラスを使った場合

recentNum = 1;

StaticMemory.setNum(recentNum);

System.out.println("Static1："+StaticMemory.getNum());

// privateコンストラクタを定義すれば使う側でオブジェクトを作れない

// （下記はエラー）

// StaticMemory instance2 = new StaticMemory();

// instance2.setNum(recentNum);

// System.out.println("new1："+instance2.getNum());

// オブジェクト取得メソッドを利用すれば非staticメソッドも参照可能

recentNum = 2;

SingletonMemory.getInstance().setNum(recentNum);

System.out.println

("Shingleton1："+SingletonMemory.getInstance().getNum());

System.out.println

("Shingleton2："+SingletonMemory.getInstance().getNumCalc());

// 直接参照だと非staticメソッドを参照できない

recentNum = 3;

SingletonMemory.setNum(recentNum);

System.out.println

("直接参照1："+SingletonMemory.getNum());

// System.out.println

// ("直接参照2："+SingletonMemory.getNumCalc());

// Singletoneなクラスを継承したクラスを利用

// 非staticメソッドはオーバーライドしたメソッドが呼び出される

recentNum = 4;

SingletonMemoryChild.getInstance().setNum(recentNum);

System.out.println

("Child1："+SingletonMemoryChild.getInstance().getNum());

System.out.println

("Child2："+SingletonMemoryChild.getInstance().getNumCalc());

}

【実行結果】

Staticクラス1：1
メソッドでget1：2
メソッドでget2：4
直接参照1：3
メソッドでget1（継承）：4
メソッドでget2（継承）：16

Staticクラス1：1

メソッドでget1：2

メソッドでget2：4

直接参照1：3

メソッドでget1（継承）：4

メソッドでget2（継承）：16

この話、社内でちょっとした議論になりました。
おかげで色々理解が深まりました。

議論のきっかけを作れるというのも、技術ブログの良い所だと思いました。