O primeiro assunto de que precisamos nos lembrar é que nossa implementação de Singleton, chamada Typleton, não é um Singleton de verdade. Isso acontece porque Typleton é uma classe template e, como todo Template do C++, cada instância sua, para cada tipo usado como parâmetro, é uma nova classe para o compilador.

Então, Typleton é um Singleton para cada tipo que ele instancia. Podemos verificar todas essas coisas lendo o post anterior dessa série. Agora, precisamos resolver esse problema, transformando Typleton em um verdadeiro Singleton, fazendo-o, como Template, instanciável apenas uma única vez.

The solution for Typleton problem is simple, but surpreendently hard. We just must to know if the template class is already instatiated, unregarding its type parameter, and forbid a new instantiation. I've found a bold and neat solution for this problem. And the next section of this post will show it.

A solução para o problema de Typleton é simples, mas surpreendentemente difícil. Nós apenas precisamos saber se a classe template foi instanciada, independentemente do tipo que foi usado como seu parâmetro, e proibir uma nova instanciação. Eu encontrei uma solução inteligente e sucinta para esse problema.

Antes de explicar a solução para o problema de Typleton, precisamos fazer uma racionalização. C++ é uma linguagem na qual a maioria das decisões de design dos programas é feita utilizando-se construções aplicadas em tempo de compilação. Isso está em absurdo contraste com linguagens mais dinâmicas como Java, Python ou Lisp. Templates do C++ são inteligência executada em tempo de compilação, inseridas dentro de um programa feito em C++. Então, para manter consistência de design, todas as soluções para problemas com templates devem ser feitas usando construções e códigos executados em tempo de compilação?

A resposta para a questão acima é imediata: Não. Ponto. Templates C++ são ferramentas muito complexas dessa linguagem e, apesar de serem Turing Completas, a linguagem dos Templates C++ é uma linguagem funcional. Ela não possui variáveis globais, nem estado, nem atribuições. É completamente impossível definir algum comportamento em uma classe template que interfira no comportamento de outra classe template. Talvez alguma solução exótica em tempo de compilação exista para tal problema, mas ela seria complicada, estranha, esotérica e, muito provavelmente, muito difícil de entender e de ler o seu código.

Então eu procurei por uma solução de tempo de execução para o problema de Typleton. A solução de tempo de execução é colocar a função que verifica a instanciação do Singleton fora de qualquer template, então essa função não seria de nenhuma forma instanciável. Então eu enclausurei essa função dentro de uma classe, cujo conteúdo só pode ser lido pelas suas classes filhas, para evitar o uso de funções globais quando elas não são necessárias. Finalmente, eu criei uma nova classe chamada Templeton, exibindo o mesmo comportamento de Typleton, mas cujas instâncias são verificadas pela função fornecida pela sua classe parental.

Complexo? De forma alguma. Difícil de entender? Talvez. Então precisamos ver o código, na próxima página.