【从 C 向 C++ 进阶】- 类 - 28. 单例模式类模版

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1. 单例模式类

单例模式类的含义是在整个程序生命周期中，只能存在一个对象。那么怎么限定编译器只能生成一个类对象呢？我们可以借用 static 成员的全局特性，作为是否已存在类对象的标志。具体实现方法是：将构造函数的访问属性设置为 private，定义 symbol 并初始化为 NULL；当需要使用对象时，先访问 symbol 的值，如果是空值，那么便创建对象并置位 symbol 标记，如果是非空值，返回 symbol 标记的对象。

• 实验：

class Test
{
private:
    static Test* symbol;  
	Test(){}

public:
    static Test* GetObj();   
    void Print();
};

Test* Test::symbol = NULL;

void Test::Print()
{
	cout << "this = " << this << endl;
}

Test* Test::GetObj()
{
    if( symbol == NULL )
    {
        symbol = new Test;
    }
    
    return symbol;
}

int main()
{
	// Test obj;						// error: ‘Test::Test()’ is private
	
    Test* p_A = Test::GetObj();
    Test* p_B = Test::GetObj();
    Test* p_C = Test::GetObj();
    
    p_A->Print();						// this = 0xbcdc20
    p_B->Print();						// this = 0xbcdc20
    p_C->Print();						// this = 0xbcdc20

    return 0;
}

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2. 单例模式类模版

我们可以把单例模式类中的核心思想部分提取出来，封装成模板，这样子当某个类需要作为单例类时，直接声明类模板为友元即可。

• 实验：

/* singleton.h */
#ifndef _SINGLETON_H_
#define _SINGLETON_H_

template <typename T>
class Singleton
{
private:
    static T* symbol;  

public:
    static T* GetObj();   
};

template <typename T>
T* Singleton<T>::symbol = NULL;

template <typename T>
T* Singleton<T>::GetObj()
{
    if( symbol == NULL )
    {
        symbol = new T;
    }
    
    return symbol;
}

#endif

/* main.c */
#include <iostream>
#include "singleton.h"

using namespace std;

class Test
{
private:
	friend class Singleton<Test>;
	Test(){}

public:  
    void Print();
};

void Test::Print()
{
	cout << "this = " << this << endl;
}

int main()
{
	Test* p_A = Singleton<Test>::GetObj();
	Test* p_B = Singleton<Test>::GetObj();
	
	p_A->Print();		// this = 0x1b30c20
	p_B->Print();		// this = 0x1b30c20

    return 0;
}