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C++11下的单例模式

2023-06-30 11:10:16 深夜i -- --

C++11 单例模式线程安全可移植性懒汉式

单例模式是一种常用的设计模式，在某些情况下非常有用。C++11中有一些新的语言特性，可以使得单例模式更加优雅地实现。本文将介绍如何使用C++11中的特性来实现单例模式。

首先，我们简单回顾一下单例模式。单例模式是一种只允许一个实例存在的模式。在C++中，单例模式可以使用静态成员变量来实现。例如，下面是一个示例：


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

这个示例中，getInstance()方法返回一个静态的Singleton实例。这个静态实例在第一次调用getInstance()方法时被创建，并返回引用。如果有多个线程同时调用getInstance()方法，也不用担心并发问题，因为C++保证在并发环境中静态变量的初始化只会发生一次。

C++11中引入了一个新的语言特性叫做"Magic statics"，可以进一步简化单例模式的实现。使用"Magic statics"，我们可以将getInstance()的实现修改为：


static Singleton& getInstance()
  static Singleton instance;
  return instance;

这是不是看起来和之前的实现一样呢？但是在C++11中，通过Magic statics，编译器可以保证在getInstance()方法第一次被调用时，Singleton实例一定被创建。这样，我们就不需要再手动调用构造函数了。

除了Magic statics，C++11还引入了另一个新的语言特性叫做"delete"。使用"delete"，我们可以删除某个类的默认构造函数、复制构造函数和赋值操作符。这样做可以有效地防止错误的使用单例模式。例如：


Singleton(const Singleton&) = delete;
Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

这两行代码删除了Singleton的复制构造函数和赋值操作符。这样，如果有人尝试复制Singleton实例，编译器就会报错。

综上所述，C++11中的特性使得单例模式更加容易实现和安全。使用Magic statics，我们可以更加优雅地实现单例模式。而使用"delete"，我们可以防止错误地使用单例模式。如果你正在使用C++11，建议你使用这些特性来实现单例模式。

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