再谈C++单例模式

1万 · 2014-12-26 09:17

      单例模式是应用最多的一种设计模式，它要求每个类有且只能有一个实例对象，所以用C++设计一个单例模式的方法如下：

      1 构造函数声明为私有；这样就保证了不能随意构造一个对象

      2 将拷贝构造函数与等号运算符声明为私有，并不提供他们的实现；即禁止对象被拷贝。

      3 在类中声明一个静态的全局访问接口；

      4 声明一个静态的私有实例化指针；


[cpp] view plaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片

class Singleton
{
public:
      //全局访问接口
      static Singleton *GetInstance()
      {
         if( instance_ == NULL )
         {
            instance_ = new Singleton;
         }
         return instance_;
      }

      ~Singleton()
      {
         cout << "~Singleton"<< endl;
      }

private:
      Singleton(const Singleton& other);
      Singleton & operator=(const Singleton & other);
      Singleton()
      {
            cout << "Singleton"<<endl;
      }


      static Singleton *instance_; //引用性声明
};

Singleton * Singleton::instance_; //定义性声明

int main(void)
{
      Singleton *s1 = Singleton::GetInstance();
      Singleton *s2 = Singleton::GetInstance();  //s2的地址等于s1，即指向同一对象

      //Singleton s3(*s1); //既然是单例模式，是不允许被拷贝的。编译会出错

      return 0;
}

      上面就是单例类模式的C++实现，但是上述代码还有一个缺陷：单例类中申请的一些资源没有被释放，如instance_指向的空间没有被回收。一共有两种解决方式：

1万 · 2014-12-26 09:17

      第一种解决方式：


[cpp] view plaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片

class Singleton
{
      ...
      //提供一个回收接口，在应用中显示调用回收资源
      static void Free()
      {
         delete instance_;
      }

      ....
};

int main()
{
      ...
      Singleton::Free(); //要显示调用进行资源回收
}

      这种方式虽然能实现功能，但是不太方便，每次都要手动回收资源，这是它的缺点。

1万 · 2014-12-26 09:18

   第二种解决方式：

[cpp] view plaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片

class Singleton
{
      ...
public:
      class Garbo //资源回收机制
      {
      public:
         ~Garbo()
         {
            if( Singleton::instance_ != NULL )
            {
                  delete instance_;
            }
         }
      };

      ...
private:
      ...
      static Garbo garbo_;  //引用性声明
};

Singleton::Garbo Singleton::garbo_;//定义性声明

      这种方式提供的处理方式显然要比第一种方式来的要便捷，因为它依靠内部提供的Garbo嵌套类来提供服务，当Singleton类生命周期结束时，Garbo的类对象garbo_也要销毁，它将调用析构函数,而在析构函数中又自动地释放了Singleton单例类申请的一些资源，这种实现就比较智能化。不需要手动释放资源。这是它的优势。

1万 · 2014-12-26 09:18

      下面提供另一种实现C++单例类模式的方法:

[cpp] view plaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片

class Singleton
{
   public:
      static Singleton& GetInstance()
      {
         static Singleton instance_;                return instance_;
      }

      ~Singleton()
      {
         cout << "~Singleton"<<endl;
      }
private:

      Singleton()
      {
         cout << "Singleton "<<endl;
      }
      Singleton(const Singleton &other);
      Singleton & operator=(const Singleton &other);
};

      这种实现方式利用了static修改函数内部的变量，当第一次调用GetInstance函数时，系统将构造一个Singleton对象，在后续再次调用这个函数时，系统不再执行这个语句，也就不会再构造Singleton类对象了，而直接返回instance_本身。另外，当Singleton类对象生命周期结束时，对象会自动调用析构函数销毁，这里也就不存在申请资源之类的了，需要注意的是GetInstance()函数返回的是引用，这样就不会调用拷贝构造函数了，使用时也应该声明Singleton的引用，如下：


[cpp] view plaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片

int main()
{
      Singleton &s1 = Singleton::GetInstance();
      Singleton &s2 = Singleton::GetInstance(); //s1与s2是同一对象的引用

      return 0;
}

再谈C++单例模式

相关帖子

突出贡献奖章

沉静之湖泊

七世轮回

技术奇才奖章