类只能实例化一次

 昨天听到同学讨论的一个问题,问题是:类如何实例化一次。

上网查了下,查到了23种设计模式的问题。

 

创建型:
        1. 单件模式(Singleton Pattern)
        2. 抽象工厂(Abstract Factory)
        3. 建造者模式(Builder)
        4. 工厂方法模式(Factory Method)
        5. 原型模式(Prototype)
结构型:
        6. 适配器模式(Adapter Pattern)
        7. 桥接模式(Bridge Pattern)
        8. 装饰模式(Decorator Pattern)
        9. 组合模式(Composite Pattern)
       10. 外观模式(Facade Pattern)
       11. 享元模式(Flyweight Pattern)
       12. 代理模式(Proxy Pattern)
       13. 模板方法(Template Method)
       14. 命令模式(Command Pattern)
       15. 迭代器模式(Iterator Pattern)
行为型:
       16. 观察者模式(Observer Pattern)
       17. 解释器模式(Interpreter Pattern)
       18. 中介者模式(Mediator Pattern)
       19. 职责链模式(Chain of Responsibility Pattern)
       20. 备忘录模式(Memento Pattern)
       21. 策略模式(Strategy Pattern)
       22. 访问者模式(Visitor Pattern)
       23. 状态模式(State Pattern)

 

而类的只能实例化一次,是其中的一种,单件模式的一种方法。

 

我一开始只认为,实例化一次,是只能定义一次而已。而事实证明是错的。正确的说,是内存中,只能有一个这样的实例。结合网上的例子,加了点代码,证明上面的想法。

#include<iostream>
using namespace std;

class Singleton
{
public:
    static Singleton* Instance();
 int b;
protected:
    Singleton(){};
private:
    static Singleton* _instance;
};


Singleton* Singleton::_instance = 0;

Singleton* Singleton::Instance () {
    if (_instance == 0) {
        _instance = new Singleton;
    }
    return _instance;
}


int main()
{
 Singleton *a=Singleton::Instance();
 a->b=10;
 Singleton *b=Singleton::Instance();
 cout<<b->b<<endl;
}

上面输出的b->b为10。。

### 单模式的实现 单模式的核心思想是确保一个只有一个,并提供全局访问点来访问该实[^1]。这种设计模式在 Java 和 C++ 中都可以实现,以下是两种语言的具体实现方式。 #### 在 Java 中实现单模式 Java 中可以通过以下几种方式实现单模式: 1. **懒汉式(Lazy Initialization)** 懒汉式在第一次使用时才创建实,适合需要延迟加载的场景。通过 `synchronized` 关键字保证线程安全。 ```java public class Singleton { private static Singleton instance; private Singleton() {} public static synchronized Singleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; } } ``` 2. **饿汉式(Eager Initialization)** 饿汉式在加载时就创建实,简单且线程安全,但可能会浪费资源。 ```java public class Singleton { private static final Singleton instance = new Singleton(); private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { return instance; } } ``` 3. **双重检查锁定(Double-Checked Locking)** 结合了懒汉式和线程安全的优点,避免不必要的同步操作。 ```java public class Singleton { private static volatile Singleton instance; private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { synchronized (Singleton.class) { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } } } return instance; } } ``` #### 在 C++ 中实现单模式 C++ 中可以通过静态成员函数和静态局部变量实现单模式[^3]。以下是一个典型的实现: ```cpp #include <iostream> using namespace std; class Singleton { public: static Singleton* getInstance() { if (_pInstance == nullptr) { _pInstance = new Singleton(); } return _pInstance; } static void destroy() { if (_pInstance) { delete _pInstance; _pInstance = nullptr; } } private: Singleton() {} ~Singleton() {} static Singleton* _pInstance; }; Singleton* Singleton::_pInstance = nullptr; int main() { cout << Singleton::getInstance() << endl; cout << Singleton::getInstance() << endl; Singleton::destroy(); return 0; } ``` ### 注意事项 - 在多线程环境下,必须考虑线程安全问题[^2]。 - 在 C++ 中,注意对象的生命周期管理,避免内存泄漏[^3]。 - 单模式适用于需要全局唯一实的场景,如配置管理、日志记录器等。
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