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C++实现单例模式

2023-07-05 03:35:08 深夜i -- --

C++ 单例模式实现

单例模式是一种常用的设计模式，它可以确保一个类在程序运行期间只有一个实例，并提供访问该实例的全局接口。在C++中，可以通过使用静态变量和静态函数来实现单例模式。

首先，我们定义一个类，并在其中声明一个静态成员变量和一个静态函数。静态成员变量用来保存唯一的实例，而静态函数则用来获取这个实例。


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

在这个类中，我们定义了一个私有构造函数，这意味着除了类内部，没有任何地方能够直接创建这个类的实例。而静态函数`getInstance()`则会在需要时返回这个类的唯一实例。另外，我们还声明了一个静态成员变量`instance`，来确保类内部保存唯一实例的能力。

下面是实现这个静态函数的代码：


Singleton* Singleton::instance = NULL;
Singleton* Singleton::getInstance() {
  if (instance == NULL) {
    instance = new Singleton();
  }
  return instance;
}

这个函数首先检查`instance`是否为空，如果是，则创建一个新的实例并赋值给`instance`。如果`instance`已经被创建过了，则直接返回它。这样，我们就可以保证程序中只有唯一的实例了。

不过需要注意的是，由于这个实例是通过`new`操作符创建的，因此在程序结束时需要手动释放它的资源，以避免内存泄露。可以在程序结束时调用如下代码：


delete Singleton::getInstance();

因为这个实例只有在使用`getInstance`函数时才会被创建，所以在程序结束时调用`delete`操作也是安全的。

当然，在使用单例模式时，我们还需要考虑多线程的情况，以避免可能出现的线程安全问题。可以在`getInstance`函数中添加一个锁，确保在同一时刻只有一个线程可以创建实例。不过这样会降低程序的效率，因此需要根据实际情况进行权衡。

总之，单例模式是一种非常有用的设计模式，能够确保在程序运行期间只有一个实例，并提供全局访问接口。在C++中，可以通过定义静态成员变量和静态函数来实现单例模式，同时需要考虑多线程情况及手动释放资源等细节。

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