qt单例模式

最新推荐文章于 2024-06-16 23:38:56 发布
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分类专栏： Qt C++记录 文章标签： 单例模式
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本文介绍了Qt中单例模式的运用，详细解析了单例模式的作用，如减少内存开销和避免资源多重占用。并探讨了两种实现方法：懒汉模式和饿汉模式。懒汉模式在首次请求时创建对象，而饿汉模式在类加载时即创建对象。对于懒汉模式，还讨论了线程安全的实现方式——双检锁机制。

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文章目录

1 介绍

  • 说明：保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。（整个系统只需要拥有一个全局对象时，例如日志，数据库连接）

  • 作用：主要解决一个全局使用的类频繁地创建与销毁。

  • 注意：在使用单例模式时，构造函数是私有的。

  • 优点：
    1、在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其时频繁的创建和销毁实例。
    2、避免对资源的多重占用（写文件操作）‘

2 实现方法

  • 懒汉模式
  • 饿汉模式

2.1 懒汉模式

  • 懒汉：
    它在需要对象时，才判断是否已有对象，如果没有就立即创建一个对象，然后返回；如果已经有对象了，就不创建立即返回。
    只在外部对象第一次请求实例的时候才去创建。（调用时才实例化）
  • 特点：运行时获得对象的速度慢，但加载类的时候比较快。在整个应用的生命周期只有一部分时间在占用资源。
  • 使用：
    1）线程不安全写法：
static Log GetInstance(
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Qt单例设计模式（1-8）
10-29
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QT的单例模式
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单例模式（Singleton Pattern）是一种设计模式，用于确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点以访问该实例。这意味着在应用程序的整个生命周期内，只能创建一个特定类的对象。单例模式常用于需要共享资源或控制共享某些资源的情况，以确保资源的一致性和有效管理。：单例类通常将其构造函数设为私有，以防止外部代码直接实例化类的对象。：单例类通常包含一个私有的静态成员变量，用于存储类的唯一实例。：单例类通常包含一个公共的静态成员函数，通常命名为或类似的名称，用于获取单例类的实例。：在首次调用。
Qt中的单例模式
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单例模式是一种创建型设计模式，用于确保类只有一个实例存在，并提供全局访问点以便于其他对象获取该实例。在单例模式中，类只能实例化一次，并提供了一个静态方法或全局访问点来获取该实例。这样可以确保在整个应用程序中只有一个实例存在，并且可以通过该实例进行操作和访问。单例模式的特点包括：单一实例：单例模式确保类只有一个实例存在。全局访问点：通过静态方法或全局访问点获取单例对象，可以在任何地方访问该对象。延迟初始化：单例对象通常在首次访问时才会被创建，实现了延迟初始化的效果。
Qt 单例模式
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} \从上述代码可以看出：1）根据不同的 NAME，生成了不同的命名空间，虽然对象创建函数、多线程同步变量guard的名字一样，但是是在不同的命名空间，因此生成的QGlobalStatic也是不一样的，其实这个也是实现技巧。2）QBasicAtomicInt 是 原子操作，是线程安全的，它的介绍在这里就不在赘述了，不明白的地方请自行查阅。3）Q_GLOBAL_STATIC是Q_GLOBAL_STATIC_WITH_ARGS的特例。
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### Qt中实现单例模式的方法 在Qt框架中，单例模式可以通过多种方式实现。以下是几种常见的实现方法及其特点： #### 方法一：使用 `Q_GLOBAL_STATIC` 宏 `Q_GLOBAL_STATIC` 是 Qt 提供的一个便捷宏，用于创建全局静态对象并支持延迟初始化[^1]。这种方式简单高效，适用于不需要复杂构造参数的情况。 ```cpp #include <QObject> #include <QGlobalStatic> class MySingleton : public QObject { Q_OBJECT private: explicit MySingleton(QObject *parent = nullptr) : QObject(parent) {} public: static MySingleton *getInstance() { static QGlobalStatic<MySingleton> instance; return instance(); } }; // 使用示例 MySingleton *singleton = MySingleton::getInstance(); ``` 这种方法的优点在于无需手动管理内存释放，因为 `QGlobalStatic` 会在程序退出时自动清理资源[^1]。 --- #### 方法二：懒汉模式（线程安全） 懒汉模式是指在第一次调用时才创建实例。为了确保线程安全性，可以结合 `QMutex` 进行同步控制[^5]。 ```cpp #include <QObject> #include <QMutex> class Singleton : public QObject { Q_OBJECT private: Singleton(QObject *parent = nullptr) : QObject(parent) {} public: static Singleton *getInstance(); private: static Singleton *m_instance; static QMutex m_mutex; }; Singleton *Singleton::m_instance = nullptr; Singleton *Singleton::getInstance() { if (m_instance == nullptr) { // 第一次检测 QMutexLocker locker(&m_mutex); // 锁定互斥量 if (!m_instance) { // 第二次检测 m_instance = new Singleton; } } return m_instance; } // 初始化静态成员变量 QMutex Singleton::m_mutex; Singleton *Singleton::m_instance = nullptr; // 使用示例 Singleton *singleton = Singleton::getInstance(); ``` 这种实现方式适合多线程环境下的单例模式需求，能够有效防止多个线程同时创建实例[^5]。 --- #### 方法三：饿汉模式 饿汉模式在类加载时就立即创建实例，因此不存在线程安全问题。但由于实例始终存在，可能会浪费一定的内存资源[^4]。 ```cpp #include <QObject> class Singleton : public QObject { Q_OBJECT private: Singleton(QObject *parent = nullptr) : QObject(parent) {} public: static Singleton *getInstance() { return &m_instance; } private: static Singleton m_instance; }; Singleton Singleton::m_instance; // 使用示例 Singleton *singleton = Singleton::getInstance(); ``` 饿汉模式的特点是以空间换取时间，适合那些需要频繁使用的单例对象。 --- #### 方法四：智能指针实现 利用 C++ 的智能指针（如 `std::unique_ptr` 或 `QScopedPointer`），可以在保证线程安全的同时简化资源管理逻辑[^4]。 ```cpp #include <QObject> #include <QScopedPointer> #include <QMutex> class Singleton : public QObject { Q_OBJECT private: Singleton(QObject *parent = nullptr) : QObject(parent) {} public: static Singleton *getInstance(); private: static QScopedPointer<Singleton> m_instance; static QMutex m_mutex; }; Singleton *Singleton::getInstance() { if (!m_instance) { QMutexLocker locker(&m_mutex); if (!m_instance) { m_instance.reset(new Singleton); } } return m_instance.data(); } // 初始化静态成员变量 QScopedPointer<Singleton> Singleton::m_instance; QMutex Singleton::m_mutex; // 使用示例 Singleton *singleton = Singleton::getInstance(); ``` 这种方法不仅实现了线程安全，还通过智能指针自动管理了对象生命周期[^4]。 --- #### 方法五：基于宏的通用实现 如果希望减少重复代码，可以定义一个通用的单例模板宏。 ```cpp #define DECLARE_SINGLETON(Class) \ private: \ Class(); \ friend struct GlobalInitializer_##Class; \ public: \ static Class *getInstance(); \ private: \ static Class *s_instance; \ static QMutex s_mutex; #define IMPLEMENT_SINGLETON(Class) \ Class *Class::s_instance = nullptr; \ QMutex Class::s_mutex; \ Class *Class::getInstance() { \ if (!s_instance) { \ QMutexLocker locker(&s_mutex); \ if (!s_instance) { \ s_instance = new Class; \ } \ } \ return s_instance; \ } // 示例类 class MyClass : public QObject { Q_OBJECT DECLARE_SINGLETON(MyClass) }; IMPLEMENT_SINGLETON(MyClass) // 使用示例 MyClass *myClass = MyClass::getInstance(); ``` 这种宏的方式提高了代码复用性和可维护性[^4]。 --- ### 总结 以上介绍了几种在 Qt 中实现单例模式的方法，每种方法都有其适用场景： - 如果追求简洁且不涉及复杂构造，则推荐使用 `Q_GLOBAL_STATIC`。 - 对于多线程环境，建议采用带 `QMutex` 的懒汉模式或智能指针实现。 - 饿汉模式则更适合性能敏感的应用场合。 无论选择哪种方式，都需要注意以下几点： 1. 确保实例的唯一性； 2. 考虑线程安全问题； 3. 合理管理对象生命周期。 ---
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