需求的提出：在构架设计时，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）。
如何定义一个类，使得这个类最多只能创建一个对象？
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，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。
单例模式在系统运行过程中，对象不销毁，所以没有delete代码。
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class SObject
{
static SObject* c_instance; //类型是SObject指针，静态成员变量
SObject(const SObject&);
SObject& operator= (const SObject&); //拷贝构造为私有的
SObject()
{
}
public:
static SObject* GetInstance();
void print()
{
cout << "this = " << this << endl;
}
};
SObject* SObject::c_instance = NULL; //在类外定义
SObject* SObject::GetInstance()
{
if( c_instance == NULL )
{
c_instance = new SObject(); //如果是空，new一个
}
return c_instance;
}
int main()
{
SObject* s = SObject::GetInstance();
SObject* s1 = SObject::GetInstance();
SObject* s2 = SObject::GetInstance();
s->print();
s1->print();
s2->print();
return 0;
}
为了创建唯一的对象，首先将创建对象的所有途径私有化，外界无法创建对象，设计一个静态成员变量做标记，初始化为空，提供一个途径，提供一个静态成员函数，函数内部首先判断标记是否为空，为空创建一个对象，然后用标记标记这个对象，之后将对象返回。下一次在使用对象的时候，还是通过静态成员函数来得到，对象已经有了，直接返回。
存在的问题：需要使用单例模式时，必须定义静态变量 c_instance和静态成员函数 GetInstance()，由于定义静态成员函数和静态成员函数跟类的实际功能没有关系，所以改进方法：
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。
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
test.cpp：
#include <iostream>
#include <string>
#include "Singleton.h"
using namespace std;
class SObject
{
friend class Singleton<SObject>; // 当前类需要使用单例模式
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;
}
singleton是模板类，调用Singleton<SObject>产生SObject类型的对象。
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。