【C/C++语言系列】实现单例模式

1.单例模式概念

定义 :单例模式是一种常见的设计模式,它可以保证系统中一个类只有一个实例,而且该实例易于外界访问(一个类一个对象,共享这个对象)。
条件

  1. 只有1个对象
  2. 易于外界访问
  3. 共享这个对象

使用情况 :如果希望某个类只有一个对象,就可以使用单例模式。

**案例:**windows的任务管理器,可以重复打开,但是只会出现一个

2.代码分步骤编写

cpp 复制代码
class Person{
	
};

void test(){
	Person p1;
	Person p2;
	Person p3 = new Person;
}

正常代码框架如上所示,这样这个类就不止一个对象的,所以第一步:

  1. 将默认构造函数私有化:防止创建多个对象
cpp 复制代码
class Person{
private:
	Person(){};
};

void test(){
	//Person p1;   //默认构造函数私有化,都不能创建了
	//Person p2;
	//Person* p3 = new Person;  
}

但是这样一个对象都没有了

  1. 只要拿到一个对象的指针即可,这个指针指向唯一的对象
cpp 复制代码
class Person{
private:
	Person(){};
public:   //这个指针容易外界访问
	static Person* person;  //唯一(静态)的对象指针
};
Person* Person::person = new Person;   //静态变量实现(类内不管权限都能调用构造函数)
void test(){
	Person* c1 = Person::person;  //c1 == c2,它们指向相同
	Person* c2 = Person::person;
}

但是会出现一个问题:

cpp 复制代码
c1 = NULL; //或者
Person::person = NULL;

那么这个类就访问不到了,因为权限太高,可以使用get、set方法。

  1. 将唯一的指针私有化,提供只读方法(不提供set方法)
cpp 复制代码
class Person{
public:
	static Person* getInstance(){   //静态成员函数get方法(只能类去访问)
		return person;
	}
private:
	Person(){};
private:   //改为私有
	static Person* person;  //唯一(静态)的对象指针
};
Person* Person::person = new Person;   //静态变量实现
void test(){
	Person* p1 = Person::getInstance();
	Person* p2 = Person::getInstance();
}

但会出现以下问题:

cpp 复制代码
Person* p3 = new Person(*p1); //拷贝构造,p3 != P1产生了新的对象
  1. 将拷贝构造函数私有化
cpp 复制代码
class Person{
public:
	static Person* getInstance(){   //静态成员函数get方法(只能类去访问)
		return person;
	}
private:
	Person(){};  //默认构造函数私有化
	Person(const Person&){}  //拷贝构造函数私有化
private:   //改为私有
	static Person* person;  //唯一(静态)的对象指针
};
Person* Person::person = new Person;   //静态变量实现
void test(){
	Person* p1 = Person::getInstance();  //p1 == p2
	Person* p2 = Person::getInstance();
}

总结

单例模式是一种常见的设计模式,我们需要掌握它,熟练了可以直接看最后一步的代码。一个补充,单例对象在main函数调用之前生成了(静态变量在编译阶段就分配了内存)

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