C++学习笔记 —— 单例模式

参考
C++ 单例模式总结与剖析

什么是单例

目的：创建类中的对象，并且保证只有一个对象实例。

单例类内部实现只生成一个唯一实例，同时他提供一个静态的getInstance()工厂方法让外部可以访问他的唯一实例。
外部不能直接创建该类的对象，因为默认构造和拷贝函数设计为私有，只能通过getInstance方法来得到这个对象。

特点：单例 Singleton 是设计模式的一种，其特点是只提供唯一一个类的实例,具有全局变量的特点，在任何位置都可以通过接口获取到那个唯一实例;

具体使用场景

1. 设备管理器，系统中可能有多个设备，但是只有一个设备管理器，用于管理设备驱动;
2. 数据池，用来缓存数据的数据结构，需要在一处写，多处读取或者多处写，多处读取;

单例模式案例

主席模式

目的：为了让类中只有一个实例，实例不需要自己释放
步骤：

1. 默认构造和拷贝构造私有化
2. 内部维护一个私有唯一对象指针
3. 对外提供getInstance方法来访问这个指针

#include <iostream>

using namespace std;

class ChairMan
{

private:
	//构造函数私有化
	ChairMan()
	{
		cout << "构造函数" << endl;
	}
	//拷贝构造私有化
	ChairMan(const ChairMan &c)
	{
		cout << "拷贝构造" << endl;
	}

	// 创建一个静态的*singleMan对象
	static ChairMan *singleMan; //内部维护一个指针

public:
	//对外暴露借口，提供方法返回实例对象
	static ChairMan* getInstance()
	{
		return singleMan; //私有的对象指针返回
	}
};
//static 成员变量，内部定义外部实现
ChairMan* ChairMan::singleMan = new ChairMan;

int main()
{
	ChairMan *cm1 = ChairMan::getInstance(); //不能有其他方式创建该类的实例。
}

打印机模式

#include <iostream>

using namespace std;

class Printer
{
private:
	Printer() { m_Count = 0; };
	Printer(const Printer &p){};

	static Printer *singlePrinter;
	int m_Count;

public:
	static Printer *getInstance()
	{
		return singlePrinter;
	}
	void printText(string text)
	{
		cout << text << endl;
		m_Count++;
		cout << "打印机使用次数为： " << m_Count << endl;
	}
};
Printer *Printer::singlePrinter = new Printer;

void test1()
{
	Printer *printer = Printer::getInstance();

	printer->printText(" 报告1");
	printer->printText(" 报告2");
	printer->printText(" 报告3");

	Printer *printer2 = Printer::getInstance();
	printer->printText(" 报告1");
	printer->printText(" 报告2");

	if (printer == printer2)
	{
		cout << "printer 等于 printer2 " << endl;
	}
}

int main()
{
	test1();
	Printer *printer = Printer::getInstance();
	printer->printText(" 报告1");
}
/*
 报告1
打印机使用次数为： 1
 报告2
打印机使用次数为： 2
 报告3
打印机使用次数为： 3
 报告1
打印机使用次数为： 4
 报告2
打印机使用次数为： 5
printer 等于 printer2 
 报告1
打印机使用次数为： 6
*/

通过该代码我们发现， 使用单例模式，我们创建的是一个全局实例，全局仅有唯一实例，即使我们再getInstance, 他拿到的还是全局唯一那个实例。

这也就达到了我们的需求：有些对象我们只需要一个，比如：线程池、缓存、对话框、处理偏好设置、注册表等对象，这些对象只能有一个实例，如果制造出多个实例，就会导致很多问题产生

最推荐的懒汉式单例代码

#include <iostream>

class Singleton
{
public:
    ~Singleton(){
        std::cout<<"destructor called!"<<std::endl;
    }
    Singleton(const Singleton&)=delete;
    Singleton& operator=(const Singleton&)=delete;
    static Singleton& get_instance(){
        static Singleton instance;
        return instance;

    }
private:
    Singleton(){
        std::cout<<"constructor called!"<<std::endl;
    }
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    Singleton& instance_1 = Singleton::get_instance();
    Singleton& instance_2 = Singleton::get_instance();
    return 0;
}
/*
constructor called!
destructor called!
*/