1.什么式单列设计模式

单例模式是指在内存中只会创建且仅创建一次对象的设计模式。在程序中多次使用同一个对象且作用相同时，为了防止频繁地创建对象使得内存飙升，单例模式可以让程序仅在内存中创建一个对象，让所有需要调用的地方都共享这一单例对象。

2.单例模式的设计套路：

1.即然外部不可以定义对象，也就是说是不可以从外部调到类的构造函数，所以就必须把构造函数私有化，但是私有化带来的问题是，在外部一个对象也定义不出来了。所以必须在类内定义一个公开的接口，返回本类对象的指针。

2.即使用public权限下定义一函数，返回出本类对象的指针。但是，如果这个函数是一个普通函数的话，那么他还是依赖于类对象的调用才可以，这又与只产生一个单例相矛盾了。所以必须，把这个函数升级为静态函数。

3.把这个函数升级为静态函数。但是，升级为静态函数之后呢？函数就没有this指针，无法调取类中属性，所以也要把类中这个属性升级为静态属性。

4.把类中的本类的指针，升级为静态属性。

3.单例设计模式的分类

3.1饿汉式

3.1.1饿汉式的优缺点：

优点：对象提前创建好了，使用的时候无需等待，效率高
缺点：对象提前创建，所以会占据一定的内存，内存占用大
以空间换时间

3.1.2饿汉式的代码实现

#include <iostream>

using namespace std;

class Singleton{
    static Singleton *singleton;
    Singleton()
    {
        cout<<"这是一个无参构造"<<endl;
    }
    
    ~Singleton()
    {
        cout<<"这是析构"<<endl;
    }
public:
    static Singleton* getinstence()
    {
        return singleton;
    }

    void show_info()
    {
        cout<<this<<endl;
    }

    //将编译器自动提供的拷贝构造与等号运算符重载移除掉
    Singleton(const Singleton& other)=delete ;
    void operator=(const Singleton& other)=delete ;
};

Singleton* Singleton::singleton=new Singleton;

int main()
{
    Singleton *s1=Singleton::getinstence();
    s1->show_info();
    Singleton *s2=Singleton::getinstence();
    s2->show_info();
    Singleton *s3=Singleton::getinstence();
    s3->show_info();

    return 0;
}

3.1.3结果图

说明定义的三个地址都是一样的，所以实现了单列设计模式。

3.2懒汉式

3.2.1优缺点

优点：

1）使用对象时，对象才创建，所以不会提前占用内存，内存占用小

缺点：

1）首次使用对象时，需要等待对象的创建，而且每次都需要判断对象是否为空，运行效率较低以时间换空间。

2）这个方法其实是存在问题的，试想一下，如果两个线程同时判断singleton为空，那么它们都会去实例化一个Singleton对象，这就变成双例了。所以，我们要解决的是线程安全问题。

所以我们可以加上一个智能锁来解决这个问题lock_guard<mutex> lock(mtx);

3.2.2代码实现

#include <iostream>
#include <mutex>

using namespace std;
mutex mtx;

class Singleton{
    static Singleton* singleton;

    Singleton()
    {
        cout<<"这是一个无参构造"<<endl;
    }

    ~Singleton()
    {
        cout<<"这是析构"<<endl;
    }
public:
    static Singleton* get_instence()
    {
        lock_guard<mutex> lock(mtx);
        if(singleton==nullptr){
            singleton=new Singleton;
        }

        return singleton;
    }

    void show_info()
    {
        cout<<this<<endl;
    }

    static void destroy()
    {
        if(singleton!=nullptr){
            delete singleton;
        }
    }
};

Singleton* Singleton::singleton=nullptr;

int main()
{

    Singleton *s1=Singleton::get_instence();
    s1->show_info();
    Singleton *s2=Singleton::get_instence();
    s2->show_info();
    Singleton *s3=Singleton::get_instence();
    s3->show_info();

    Singleton::destroy();
    return 0;
}

C++常用设计模式：单例设计模式饿汉式和懒汉式详细说明