C++实现单例模式(包括采用C++11中的智能指针)

    对于设计模式来说,以前只是看过基础的理论,很多都没有实现和使用过。这段时间看到了别人C++代码中使用了单例模式,发现了很多新的东西,特此总结记录一下。说话比较啰嗦,希望由浅入深,帮助大家理解!

    单例模式,顾名思义,即一个类只有一个实例对象。C++一般的方法是将构造函数、拷贝构造函数以及赋值操作符函数声明为private级别,从而阻止用户实例化一个类。那么,如何才能获得该类的对象呢?这时,需要类提供一个public&static的方法,通过该方法获得这个类唯一的一个实例化对象。这就是单例模式基本的一个思想。

    下面首先讨论不考虑线程安全的问题(即:单线程环境),这样能体现出单例模式的本质思想。常见的单例模式分为两种:

    1、饿汉式:即类产生的时候就创建好实例对象,这是一种空间换时间的方式

    2、懒汉式:即在需要的时候,才创建对象,这是一种时间换空间的方式

首先说一下饿汉式:饿汉式的对象在类产生的时候就创建了,一直到程序结束才释放。即对象的生存周期和程序一样长,因此 该实例对象需要存储在内存的全局数据区,故使用static修饰。代码如下(注:类的定义都放在了一个头文件CSingleton.h中,为了节省空间,该类有些实现和定义就放在测试的主文件中,没有单独创建一个CSingleton.cpp文件):

头文件:

// 饿汉式单例的实现
#ifndef C_SINGLETON_H
#define C_SINGLETON_H

#include<iostream>
using namespace std;
class CSingleton
{
private:
	CSingleton(){ cout << "单例对象创建!" << endl; };
	CSingleton(const CSingleton &);
	CSingleton& operator=(const CSingleton &);
	~CSingleton(){ cout << "单例对象销毁!" << endl; };

	static CSingleton myInstance; // 单例对象在这里!
public:
	static CSingleton* getInstance()
	{		
		return &myInstance;
	}
};

#endif
源文件:

//主文件,用于测试用例的生成
#include<iostream>
#include"CSingleton.h"

using namespace std;
CSingleton CSingleton::myInstance;
int main()
{
	CSingleton *ct1 = CSingleton::getInstance();
	CSingleton *ct2 = CSingleton::getInstance();
	CSingleton *ct3 = CSingleton::getInstance();

	return 0;
}
对于饿汉式来说,是 线程安全的。运行结果如下所示:


能够看出,类的实例只有一个,并且正常销毁。这里,问题来了!!!如果在类里面的定义改成如下形式:

// 饿汉式单例的实现
#ifndef C_SINGLETON_H
#define C_SINGLETON_H

#include<iostream>
using namespace std;
class CSingleton
{
private:
	CSingleton(){ cout << "单例对象创建!" << endl; };
	CSingleton(const CSingleton &);
	CSingleton& operator=(const CSingleton &);
	~CSingleton(){ cout << "单例对象销毁!" << endl; };

	static CSingleton *myInstance; // 这里改了!
public:
	static CSingleton* getInstance()
	{		
		return myInstance; // 这里也改了!
	}
};

#endif

同样源文件改成如下:

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