C++設(shè)計(jì)模式:單例模式-＞應(yīng)用范例-創(chuàng)新互聯(lián)

單例模式是一種設(shè)計(jì)模式，它保證一個類別只有一個實(shí)例，並提供一個全局訪問點(diǎn)來訪問該實(shí)例。

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單例模式通常會使用一個靜態(tài)成員來保存單例的唯一實(shí)例，並提供一個靜態(tài)方法來獲取該實(shí)例。例如：

class Singleton
{
private:
    static Singleton* instance;

private:
    Singleton() {}

public:
    static Singleton* getInstance()
    {
        if (instance == nullptr)
            instance = new Singleton();
        return instance;
    }
};

Singleton* Singleton::instance = nullptr;

單例模式可以在以下情況中使用：

當(dāng)需要保證一個類別只有一個實(shí)例並提供一個全局訪問點(diǎn)時。
當(dāng)類別負(fù)責(zé)建立和管理其他資源，並希望只使用單個資源時。
當(dāng)類別需要控制它的實(shí)例數(shù)量時。
單例模式有一個缺點(diǎn)，就是它不利於測試，因?yàn)闊o法對單例類別進(jìn)行測試。

范例1:這裡是如何實(shí)現(xiàn)單例模式的一個示例：

在 C++ 中實(shí)現(xiàn)單例模式通常有以下幾個步驟:

  1. 定義私有的構(gòu)造函數(shù)，防止在類外部通過 new 關(guān)鍵字創(chuàng)建對象。
  2. 定義私有的靜態(tài)成員變量，用來保存單例對象的指針。
  3. 定義公有的靜態(tài)成員函數(shù)，用來返回單例對象的指針。在首次調(diào)用時創(chuàng)建單例對象，之後的調(diào)用都返回相同的指針。
  4. 在析構(gòu)函數(shù)中釋放單例對象的資源。

示例代碼如下:

class Singleton
{
private:
    Singleton() {}  // 私有構(gòu)造函數(shù)
    static Singleton* instance;  // 私有靜態(tài)成員變量

public:
    static Singleton* getInstance()  // 公有靜態(tài)成員函數(shù)
    {
        if (!instance)
            instance = new Singleton();
        return instance;
    }

    ~Singleton()  // 析構(gòu)函數(shù)
    {
        delete instance;
        instance = nullptr;
    }
};

Singleton* Singleton::instance = nullptr;  // 初始化靜態(tài)成員變量

然而，這種實(shí)現(xiàn)方式存在一些問題:

在多執(zhí)行緒環(huán)境下，可能會同時創(chuàng)建多個單例對象。

在執(zhí)行時期加載的情況下，可能會創(chuàng)建多個單例對象的副本。

為了解決這些問題，可以使用 C++11 的 std::once_flag 和 std::call_once

如何使用 可以參考這篇文章?

C++ 設(shè)計(jì)模式:單例模式 >C++11 的 std::once_flag 和 std::call_once

范例2:下面是一個 C++ 單例類的示例：

例子中，Singleton 類的構(gòu)造函數(shù)被設(shè)置為私有的，這意味著只能在類的內(nèi)部創(chuàng)建實(shí)例。取而代之的是，類提供了一個公共的靜態(tài)函數(shù) getInstance()，用於返回單例對象的實(shí)例。在第一次調(diào)用 getInstance() 時，類會創(chuàng)建單例對象的實(shí)例，並在隨后的調(diào)用中返回相同的實(shí)例。

通常，單例類的實(shí)例也會被定義為靜態(tài)的，這意味著它在整個程序的生命週期中都有效。

#includeclass Singleton
{
private:
    static Singleton* instance;
    Singleton() {}  // 私有的構(gòu)造函數(shù)

public:
    static Singleton* getInstance()
    {
        if (!instance)
            instance = new Singleton();
        return instance;
    }
};

Singleton* Singleton::instance = nullptr;

int main()
{
    Singleton* s1 = Singleton::getInstance();
    Singleton* s2 = Singleton::getInstance();

    std::cout<< std::hex<< s1<< std::endl;
    std::cout<< std::hex<< s2<< std::endl;

    return 0;
}

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