C++单例模式

前言

C++中的单例模式（Singleton Pattern）是一种常用的软件设计模式，用于确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点来获取这个实例。单例模式通常用于管理共享资源，如配置信息、线程池、缓存等。

一、懒汉式单例

class Singleton {
private:
    Singleton() {} // 私有构造函数

public:
    static Singleton& getInstance() {
        static Singleton instance; // 局部静态变量
        return instance;
    }
};

懒汉式单例在第一次使用时才创建实例

二、饱汉式单例

class Singleton {
private:
    static Singleton instance; // 静态实例

    Singleton() {} // 私有构造函数

public:
    static Singleton& getInstance() {
        return instance;
    }
};

// 实现静态成员变量
Singleton Singleton::instance;

饿汉式单例在程序启动时就创建实例，这保证了线程安全，但可能会增加启动时间。

三、使用智能指针

#include <memory>
#include <mutex>

class Singleton {
private:
    static std::shared_ptr<Singleton> instance;
    static std::mutex mutex;
    Singleton() {} // 私有构造函数

public:
    static std::shared_ptr<Singleton> getInstance() {
        if (instance == nullptr) {
            std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex);
            if (instance == nullptr) {
                instance = std::make_shared<Singleton>();
            }
        }
        return instance;
    }
};

// 初始化静态成员变量
std::shared_ptr<Singleton> Singleton::instance = nullptr;
std::mutex Singleton::mutex;