关于c++创建单例类

用最简单的语言最简短的代码解释单例模式(Singleton)
GOF的《设计模式》中这样描述: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。

GOF的《设计模式》中这样描述: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。通常我们可以让一个全局变量使得一个对象被访问,但它不能阻止你实例化多个对象。一个最好的办法是,让类自身负责保存它的唯一实例。这个类可以保证没有其他实例可以被创建,并且它可以提供一个访问该实例的方法。

也就是说,很多时候我们需要全局的对象,如一个工程中,数据库访问对象只有一个,这时,可以考虑使用单例模式。单例模式比全局对象好还包括:单例类可以继承,如下例。

单例模式的关键点在于:构造函数私有,静态的GetInstance。

另外,在C++中必须注意内存的释放。C++、Java、C#中还要注意多线程时的同步问题。

简单的单例类

#include <iostream.h>

class CSingleton
{
    public:
    static CSingleton * GetInstance()
    {
        if(NULL == m_pInstance)
            m_pInstance = new CSingleton();
        return m_pInstance;
    }
    static void Release()    //必须,否则会导致内存泄露
    {
        if(NULL != m_pInstance)
        {
            delete m_pInstance;
            m_pInstance = NULL;
        }
    }
    
    protected:
        CSingleton()
        {
            cout<<"CSingleton"<<endl;
        };
        static CSingleton * m_pInstance;
};

CSingleton* CSingleton::m_pInstance = NULL;

class CSingleDraw:public CSingleton
{
public:
    static CSingleDraw* GetInstance()
    {
        if(NULL == m_pInstance)
            m_pInstance = new CSingleDraw();
        return (CSingleDraw*)m_pInstance;
    }
protected:
    CSingleDraw()
    {
        cout<<"CSingleDraw"<<endl;
    }
};

int main()
{
    CSingleDraw* s1 = CSingleDraw::GetInstance();
    CSingleDraw* s2 = CSingleDraw::GetInstance();
    s2->Release();
    return 0;
}
单例类CSingleton有以下特征:

它有一个指向唯一实例的静态指针m_pInstance,并且是私有的;

它有一个公有的函数,可以获取这个唯一的实例,并且在需要的时候创建该实例;
它的构造函数是私有的,这样就不能从别处创建该类的实例。
大多数时候,这样的实现都不会出现问题。有经验的读者可能会问,m_pInstance指向的空间什么时候释放呢?更严重的问题是,该实例的析构函数什么时候执行?
如果在类的析构行为中有必须的操作,比如关闭文件,释放外部资源,那么上面的代码无法实现这个要求。我们需要一种方法,正常的删除该实例。
可以在程序结束时调用GetInstance(),并对返回的指针掉用delete操作。这样做可以实现功能,但不仅很丑陋,而且容易出错。因为这样的附加代码很容易被忘记,而且也很难保证在delete之后,没有代码再调用GetInstance函数。
一个妥善的方法是让这个类自己知道在合适的时候把自己删除,或者说把删除自己的操作挂在操作系统中的某个合适的点上,使其在恰当的时候被自动执行。

我们知道,程序在结束的时候,系统会自动析构所有的全局变量。事实上,系统也会析构所有的类的静态成员变量,就像这些静态成员也是全局变量一样。利用这个特征,我们可以在单例类中定义一个这样的静态成员变量,而它的唯一工作就是在析构函数中删除单例类的实例。如下面的代码中的CGarbo类(Garbo意为垃圾工人)

复杂的单例类class CSingleton

class CSingleton
{
private:
	CSingleton()
	{
	}
	static CSingleton *m_pInstance;
	class CGarbo   //它的唯一工作就是在析构函数中删除CSingleton的实例
	{
	public:
		~CGarbo()
		{
			if(CSingleton::m_pInstance)
				delete CSingleton::m_pInstance;
		}
	};
	static CGarbo Garbo;  //定义一个静态成员变量,程序结束时,系统会自动调用它的析构函数
public:
	static CSingleton * GetInstance()
	{
		if(m_pInstance == NULL)  //判断是否第一次调用
			m_pInstance = new CSingleton();
		return m_pInstance;
	}
};



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