C++笔记 第六十二课 单例类模板---狄泰学院

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第六十二课 单例类模板

1.单例模式

需求的提出
在构造设计时，某些类在整个系统生命期中最多只能有一个对象存在（Single Instance）.

2.问题

如何定义一个类，使得这个类最多只能创建一个对象？单例模式

3.单例模式

要控制类的对象数目，必须对外隐藏构造函数
思路：
将构造函数的访问属性设置为private（外界无法创建对象）
定义instance并初始化为NULL
当需要使用对象时，访问instance的值
空值：创建对象，并用instance标记
非空值：返回instance标记的对象

62-1 单例模式初探

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class SObject
{
//1.为创建唯一对象，将创建对象各种途径私有化，外界无法创建对象
static SObject* c_instance; //2.设计个标志用来标记对象，标记为静态成员变量    
SObject(const SObject&);//拷贝构造函数
SObject& operator = (const SObject&);//赋值操作符
SObject()//构造函数
    {
    }
public:
    static SObject* GetInstance();//4.定义静态成员函数用于提供唯一创建对象途径
    void print()
    {
	cout << "this = " << this << endl;
    }
};
SObject* SObject::c_instance = NULL; //3.在定义静态成员变量时，将这个静态变量设置为空
SObject* SObject::GetInstance()
//8.如果再次创建对象时，仍需要用这个静态函数来创建，如果有一个，则进行第7步
{
    if(c_instance == NULL) //5.首先看下标记是否为空，如果一个对象都没有，则可以创建一个对象
    {
	c_instance = new SObject();//6.创建完成后，用这个唯一的标记来标记对象
}
return c_instance;//7.将此对象返回
}
int main()
{
    SObject* s = SObject::GetInstance();
    SObject* s1 = SObject::GetInstance();
    SObject* s2 = SObject::GetInstance();
    
    s->print();
    s1->print();
    s2->print();
    return 0;
}
运行结果
this = 0x14ffc20
this = 0x14ffc20
this = 0x14ffc20

存在的问题
需要使用单例模式时：
必须定义静态成员变量c_instance
必须定义静态成员函数GetInstance()
解决方案
将单例模式相关的代码抽取出来，开发单例类模板。当需要单例类时，直接使用单例类模板。

62-2 单例类模板

Singleton.h
#ifndef _SINGLETON_H_
#define _SINGLETON_H_
template
<typename T>
class Singleton
{
    static T* c_instance;
public:
    static T* GetInstance();
};
template
<typename T>
T* Singleton<T>::c_instance = NULL;
template
<typename T>
T* Singleton<T>::GetInstance()
{
    if(c_instance == NULL)
    {
	c_instance = new T();
    }
    return c_instance;
}
#endif

62-2.cpp
#include <iostream>
#include <string>
#include "Singleton.h"
using namespace std;
class SObject
{
    friend class Singleton<SObject>;
    SObject(const SObject&);
    SObject& operator = (const SObject&);
    SObject()
    {
    }
public:
    void print()
    {
	cout << "this = " << this << endl;
    }
};
int main()
{
    SObject* s = Singleton<SObject>::GetInstance();
    SObject* s1 = Singleton<SObject>::GetInstance();
    SObject* s2 = Singleton<SObject>::GetInstance();
    
    s->print();
    s1->print();
    s2->print();
    return 0;
}
运行结果
this = 0xa60c20
this = 0xa60c20
this = 0xa60c20

小结
单例模式是开发中最常用的设计模式之一
单例模式的应用使得一个类最多只有一个对象
可以将单例模式相关的代码抽象成类模板
需要使用单例模式的类直接使用单例模板