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C++11单例模式：如何实现只有一个实例的类？

2023-06-26 22:38:45 深夜i -- --

C++11 单例模式实现一个实例类

C++11单例模式是一种常用的设计模式，它可以确保一个类只有一个实例，并提供了全局访问该实例的方式。在实际应用中，单例模式被广泛应用于数据库连接、日志管理、线程池等需要全局唯一实例的场景。

实现单例模式的方式有很多种，本文将介绍两种C++11的单例模式实现方法：饿汉模式和懒汉模式。

1.饿汉模式

饿汉模式是指在程序启动时就创建单例对象，因此也被称为静态初始化方式。下面是饿汉模式的示例代码：


class Singleton {
public:
  static Singleton& getInstance()
    static Singleton instance;
    return instance;
  
private:
  Singleton() {}
  Singleton(const Singleton&) = delete;
  Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;
};

在上面的示例代码中，getInstance()函数返回一个Singleton对象的引用，并在静态变量instance中创建此对象。由于静态变量的初始化只在程序启动时发生一次，因此在getInstance()函数中每次都将返回同一个对象的引用。

需要注意的是，由于饿汉模式中单例对象是在程序启动时初始化的，因此可能会降低程序启动速度。同时，如果单例对象比较大，或者需要耗费大量时间进行初始化，也会影响程序性能。

2.懒汉模式

懒汉模式是指只有在需要时才创建单例对象，因此也被称为动态初始化方式。下面是懒汉模式的示例代码：


class Singleton {
public:
  static Singleton& getInstance() {
    static Singleton* instance = new Singleton;
    return *instance;
  }
private:
  Singleton() {}
  Singleton(const Singleton&) = delete;
  Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;
};

在上面的示例代码中，getInstance()函数返回一个Singleton对象的引用，并在需要时动态创建此对象。由于静态变量的初始化只在getInstance()函数首次调用时发生，因此实现了懒加载效果。

需要注意的是，在多线程场景下使用懒汉模式可能会存在线程安全问题，因为多个线程同时调用getInstance()函数有可能会创建多个Singleton对象。为了解决这个问题，可以引入锁机制实现线程安全的懒汉模式。

总结：

C++11单例模式是一种常用的设计模式，可以确保一个类只有一个实例并提供了全局访问该实例的方式。饿汉模式和懒汉模式是两种常见的单例模式实现方式，需要根据实际情况选择最适合的方法。在使用懒汉模式时需要注意线程安全问题，可以引入锁机制来保证线程安全。

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