c++ 设计模式23讲之单例模式

单例模式

定义：

确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点来访问这个实例

优点：

（1）内存中只存唯一实例可节省系统资源

（2）用户可以严格控制实例

缺点：

（1）没有抽象层，违反了依赖倒置原则（可通过依赖注入来达到单例模式相同效果）

（2）单例类职责过重，会违反单一原则

（3）垃圾自动回收技术的语言，实例长时间不用会回收导致实例对象状态的丢失

使用范围：

需要单一实例的环境，如日志操作、文件操作等

结构：

实现：

单例模式（singleton_pattern）属于创建型模式（creational_pattern），所以定义了namespace creational_pattern的命名空间。

开发IDE：vs2015

C++11特性

类的定义声明如下：

namespace creational_pattern
{
	class singleton_pattern final
	{
	public:
		
		virtual ~singleton_pattern() noexcept;
		static singleton_pattern& getInstance();
		int testFun();

	private:
		singleton_pattern() = default;
		singleton_pattern(const singleton_pattern& sp) = delete;
		singleton_pattern& operator= (const singleton_pattern& sp) = delete;
		singleton_pattern(const singleton_pattern&& sp) = delete;
		singleton_pattern& operator= (const singleton_pattern&& sp) = delete;
	};	
}

creational_pattern::singleton_pattern::~singleton_pattern() noexcept
{
}

singleton_pattern& singleton_pattern::getInstance()
{
	static singleton_pattern instance{};
	return instance;
}


int singleton_pattern::testFun()
{ 
	std::cout << "单例模式测试方法" << std::endl; 
	return 0;
}

测试：

基于GoogleTest 的单元测试框架；框架可参考如下网址：

https://www.cnblogs.com/jycboy/p/gtest_catalog.html

TEST(test_singleton_pattern_getInstance, isSameAddress)
{
    ASSERT_EQ(&creational_pattern::singleton_pattern::getInstance(), &creational_pattern::singleton_pattern::getInstance());
}

TEST(test_singleton_pattern_testFun, runSuceess)
{
    ASSERT_EQ(creational_pattern::singleton_pattern::getInstance().testFun(), 0);
}

总结

（1）未确保只能生成单例，需要对5原则进行处理。只有默认构造设置为default，其它构造函数设置为delete（c++11语法）。

（2）确保全局访问点，故需要设置static的类实例，同时声明静态获取类实例的方法。

（3）考虑线程安全，多线程竞争情况。