在 Kotlin 中，類描述的是一種通用結構，可以多次實例化，也可以用多種方式實例化。但有時我們只需要單個實例，不多不少。單例模式能幫你更好地組織代碼，把相關的方法聚合在一起。

單例模式是什么？

單例模式是一種設計模式，保證一個類只有一個實例，并提供全局訪問點。這意味著你可以在代碼的任何地方獲取這個單例類的實例。打個比方，就像大家一起玩棋盤游戲，所有玩家都在同一個“棋盤”上進行操作，這個棋盤就相當于游戲的全局狀態。

單例的主要特征：

• 單例類只有一個實例。

• 單例類提供一個全局訪問點。

Kotlin 的對象聲明（object declaration）

單例模式非常有用，而 Kotlin 為單例提供了專門的語法結構：object 聲明。這是一種特殊的類聲明，使用關鍵字 object 創建單例。Kotlin 自動處理所有復雜步驟，你只需要用 object 聲明即可，無需手動實現單例模式。

object PlayingField {fun getAllPlayers(): Array<Player> {/* ... */}fun isPlayerInGame(player: Player): Boolean {/* ... */}}

解釋：

使用 object 聲明時，構造函數不可用，因為 Kotlin 自動完成。你可以通過 PlayingField 直接訪問這個單例實例，它在代碼任何地方調用都指向同一個對象。

示例：

fun startNewGameTurn() {val players = PlayingField.getAllPlayers()if (players.size < 2) {return println("The game cannot be continued without players")}for (player in players) {nextPlayerTurn(player)}
}fun nextPlayerTurn(player: Player) {if (!PlayingField.isPlayerInGame(player)) {return println("Current player lost. Next...")}/* 玩家行動 */
}

---

嵌套對象（Nested object）

有時候你想創建一個和另一個類相關聯的單例。例如，游戲中有 Player 類，代表不同的角色，這些角色有共享的屬性，比如默認速度。你如何保存這些共享信息呢？

你可以簡單地創建一個單例對象：

object PlayerProperties {/* 默認速度，每回合移動7格 */val defaultSpeed = 7fun calcMovePenalty(cell: Int): Int {/* 計算移動速度懲罰 */}
}

但如果項目里有許多類似的單例，代碼會變得難讀。更好的做法是將單例嵌套到相關類中。

class Player(val id: Int) {object Properties {val defaultSpeed = 7fun calcMovePenalty(cell: Int): Int {/* 計算移動懲罰 */}}
}/* 輸出 7 */
println(Player.Properties.defaultSpeed)

Properties 對象作用域是 Player，只能通過 Player.Properties 訪問。這種方式讓單例和類有明確的關聯。

你還可以在外部類中使用嵌套對象的屬性：

class Player(val id: Int) {object Properties {val defaultSpeed = 7}val superSpeed = Properties.defaultSpeed * 2 // 14
}

但反過來是不行的——嵌套對象中不能訪問外部類的實例成員：

class Player(val id: Int) {    val speed = 7object Properties {val defaultSpeed = speed // 錯誤，不能訪問外部類實例屬性}
}

這和其他語言的 static 類似，Kotlin 沒有默認的靜態成員，但可以用嵌套對象來達到類似效果。

---

編譯時常量（Compile-time constants）

如果某個只讀屬性永遠不會改變，我們稱它為常量。可以使用 const 關鍵字聲明編譯時常量：

object Languages {const val FAVORITE_LANGUAGE = "Kotlin"
}

要求：

• 必須是基本類型或 String。

• 不能有自定義 getter。

• 命名用全大寫加下劃線（SCREAMING_SNAKE_CASE）。

比如游戲里的默認速度可以寫成：

object Properties {const val DEFAULT_SPEED = 7
}

訪問：

println(Properties.DEFAULT_SPEED) // 輸出 7

為什么不都用頂層常量？因為大量無關聯的頂層常量會讓代碼混亂，影響閱讀。最好把和某個對象相關的常量放到對應的對象里。

---

對象與嵌套對象的擴展

你可以在一個類里聲明多個對象，比如：

class Player(val id: Int) {object Properties {val defaultSpeed = 7fun calcMovePenalty(cell: Int): Int { /* ... */ }}object Factory {fun create(playerId: Int): Player {return Player(playerId)}}
}println(Player.Properties.defaultSpeed)    // 7
println(Player.Factory.create(13).id)      // 13

這里的 Factory 是工廠模式，用來創建 Player 實例。你也可以在一個對象內部聲明多個對象，用來組織單例數據：

object Game {object Properties {val maxPlayersCount = 13val maxGameDurationInSec = 2400}object Info {val name = "My super game"}
}

---

數據對象（Data object）

普通的對象聲明打印會顯示類名和哈希碼：

object MyObjectfun main() {println(MyObject) // MyObject@1f32e575
}

如果用 data 修飾單例對象，會生成更友好的方法：

data object MySingletonfun main() {println(MySingleton) // MySingleton
}

注意，data object 不是數據類，不能復制（沒有 copy() 方法），也沒有組件函數，因為單例不允許多實例。

---

總結

Kotlin 中，object 聲明是創建單例的標準方式，也可以用嵌套對象關聯類本身，而非類的實例。合理使用它們可以讓代碼結構更清晰，提升可讀性和可維護性。