單例物件

單例（Singleton）指的是一個類別只會有唯一實例。單例應用於程式必須提供服務或操作的單一入口，像是作為物件工廠（Object factory）、執行時期僅需唯一實例的資源等，為了確定是唯一實例，基本上你無法自行實例化，通常這是透過設計或由語言本身機制來提供唯一實例的保證。

在Scala中，如果要建立單例物件（Singleton object），可以使用object關鍵字，例如：

object StringUtil {
    def rightPad(s: String, n: Int) = String.format("%1\$-" + n + "s", s)
    def leftPad(s: String, n: Int) = String.format("%1\$" + n + "s", s)
}

注意上面這個程式不是定義類別，StringUtil並非類別名稱，你也沒辦法建構StringUtil實例。程式會建立一個物件，由StringUtil 名稱參考住（技術上來說，在編譯為位元碼後，Scala會產生一個StringUtil\$類別，並建立一個物件由StringUtil名稱參考住）。

由於StringUtil參考至單例物件，所以你可以如下使用StringUtil上所定義的方法：

println(StringUtil.rightPad("Justin",  10))
println(StringUtil.leftPad("Justin",  10))

如果你熟悉Java，這樣的用法就像是Java中於類別中定義靜態（static）方法，不過Scala中並沒有靜態方法（這被視為破壞物件封裝性的語法），不過這樣的用法確實是單例物件的一個應用，用來組織某些公用函式，一個你已經使用過的例子就是 scala.Math，其組織了許多數學相關函式，如果你想看看Scala有無提供一些數學函式，可以先查看scala.Math是否已經提供。

像上面的單例物件為獨立物件（Stand-alone object）。單例物件的另一個應用，就是與同名類別形成伴侶（Companion）。例如，若你想要某個自行設計的類別，在應用程式只會產生唯一實例，則可以如下設計：

class Resource private {
    def service(request: String) = request + "...processed..."
}

object Resource {
    private val resource = new Resource
    def get = resource
}

在定義Resource類別時，你使用了private將主要建構式修飾為私用，你沒辬法呼叫一個私用方法（建構式也是一種方法），所以你沒辦法直接實例化Resource類別。如果主要建構式有參數，則可以如下撰寫private建構式：

class Resource private (x: String) {
...
}

在類別Resource的定義下面，你定義了一個同名的單例物件Resource，這個Resource單例物件就是Resource類別的伴侶物件（Companion object），而Resource類別則為Resource單例物件的伴侶類別（Companion class），在Scala中，伴侶類別與伴侶物件必須位在同一個.scala檔案中（注意private建構式並非伴侶類別所必要的，這只是範例在設計上，不希望你自行實例化該類別）。

伴侶物件的特性之一，就是可以存取伴侶類別的私用成員，所以在Resource伴侶物件中，你可以實例化Resource（一個private建構），你則透過get()方法取得物件，如此確保所取得的是唯一實例，一個使用方式如下：

val resource = Resource.get
println(resource.service("XD"))

事實上，你無需定義get方法，你可以定義一個apply方法，這稱之為工廠方法（Factory method），例如：

class Resource private {
    def service(request: String) = request + "...processed..."
}

object Resource {
    private val resource = new Resource
    def apply() = resource
}

你可以這麼使用：

val resource = Resource()
println(resource.service("XD"))

事實上，apply是Scala所提供的語法蜜糖（Syntax sugar），以上例而言，Scala會自動將Resource()的呼叫，轉換為Resource.apply()的呼叫（這也就是為什麼括號不能省略的原因）。如果你需要給apply參數，則呼叫單例物件時也要有對應的參數，例如：

object Singleton {
    def apply(x: String) = "apply.." + x
}
println(Singleton("XD"))

在上例中，當你呼叫Singleton("XD")時，實際上是轉換為Singleton.apply("XD")。