三十五、单例模式的改进、实现sizeof计算变量和类型大小,align计算对齐数

最新推荐文章于 2022-06-08 23:51:48 发布

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本文详细介绍了如何改进单例模式以避免构造对象在程序退出时无法释放的问题，并通过示例展示了如何使用auto_ptr来实现这一目标。同时，文章还探讨了sizeof和align的实现原理及其实现方式，提供了具体的代码示例。

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一、单例模式的改进

之前实现了一个单例模式这里，这个单例模式的问题是构造的对象在程序退出时无法释放。我们使用了两种方法解决这个问题。第一：使用静态内部类对象，利用对象的确定性析构原理，在成员对象析构的时候释放外部类对象。第二：直接返回静态类对象。显然第一种方法不够简洁，而且这两种方法都使用了静态类对象，所以不是线程安全的。这里我们用智能指针auto_ptr改进单例模式。(注：auto_ptr在C++11标准中已经废弃;这个单例模式也不是线程安全的，这个例子仅仅为了演示auto_ptr用法)

示例：

#include <iostream>
#include <memory>
using namespace std;

class Singleton
{
public:
	static Singleton* GetInstance()
	{
		//返回指针，但是不释放所有权
		if (instacne_.get() == NULL)
		{
			instacne_ = auto_ptr<Singleton>(new Singleton);
		}
		return instacne_.get();
	}
	~Singleton()
	{
		cout<<"~Singleton ..."<<endl;
	}
private:
	// 禁止拷贝
	Singleton(const Singleton& other);
	Singleton& operator=(const Singleton& other);
	// 将构造函数说明为私有的
	Singleton()
	{
		cout<<"Singleton ..."<<endl;
	}
	static auto_ptr<Singleton> instacne_;
};

auto_ptr<Singleton> Singleton::instacne_;

int main(void)
{
	Singleton* s1 = Singleton::GetInstance();
	Singleton* s2 = Singleton::GetInstance();
	return 0;
}

二、自己实现sizeof,align

sizeof的实现原理：1、对于变量，变量指针的偏移值等于变量的大小 2、对于类型，可将这个类型的指针放在0地址处然后偏移一个单位。则此时指针的地址即是类型大小。

align实现原理：通过加上对齐数-1向上对齐，然后低位置零保证是对齐数的倍数

示例：

#include <iostream>
using namespace std;

//两个指针相减，得到的是相隔几个元素
#define sizeof_v(x) (char*)(&x+1) - (char*)(&x)
#define sizeof_t(t) ((size_t)((t*)0 + 1))

//对齐
#define ALIGN(v, b) ((v+b-1) & ~(b-1))

class Empty
{
};
int main(void)
{
	Empty e;
	int n;
	//cout<<sizeof(e)<<endl;
	//cout<<sizeof(Empty)<<endl;

	cout<<sizeof_v(e)<<endl;
	cout<<sizeof_v(n)<<endl;
	cout<<sizeof_t(Empty)<<endl;
	cout<<sizeof_t(int)<<endl;

	cout<<ALIGN(3, 16)<<endl;
	cout<<ALIGN(31,16)<<endl;
	cout<<ALIGN(0, 16)<<endl;
	cout<<ALIGN(4198, 4096)<<endl;
	return 0;
}