C++单例模式的设计

单例模式(Singleton Pattern)是一种设计模式,用于确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点来访问该实例。在C++中,单例模式通常用于管理全局资源或共享状态。

以下是C++中实现单例模式的几种常见方式:

  1. 懒汉式(Lazy Initialization)
    懒汉式单例在第一次使用时才创建实例。

非线程安全版本:

cpp 复制代码
class Singleton {
public:
    static Singleton& getInstance() {
        if (!instance) {
            instance = new Singleton();
        }
        return *instance;
    }

    // 删除拷贝构造函数和赋值运算符
    Singleton(const Singleton&) = delete;
    Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

private:
    Singleton() {}  // 私有构造函数
    ~Singleton() {} // 私有析构函数

    static Singleton* instance; // 静态实例指针
};

Singleton* Singleton::instance = nullptr; // 初始化静态成员

线程安全版本(使用双重检查锁定):

cpp 复制代码
#include <mutex>

class Singleton {
public:
    static Singleton& getInstance() {
        if (!instance) {
            std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex);
            if (!instance) {
                instance = new Singleton();
            }
        }
        return *instance;
    }

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

private:
    Singleton() {}
    ~Singleton() {}

    static Singleton* instance;
    static std::mutex mutex;
};

Singleton* Singleton::instance = nullptr;
std::mutex Singleton::mutex;
  1. 饿汉式(Eager Initialization)
    饿汉式单例在程序启动时即创建实例,线程安全。
cpp 复制代码
class Singleton {
public:
    static Singleton& getInstance() {
        static Singleton instance; // 静态局部变量,程序启动时初始化
        return instance;
    }

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

private:
    Singleton() {}
    ~Singleton() {}
};
  1. Meyer's Singleton(静态局部变量)
    这是C++中最简洁的单例实现方式,利用了静态局部变量的特性(线程安全且懒加载)。
cpp 复制代码
class Singleton {
public:
    static Singleton& getInstance() {
        static Singleton instance; // 静态局部变量,线程安全且懒加载
        return instance;
    }

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

private:
    Singleton() {}
    ~Singleton() {}
};
相关推荐
艾莉丝努力练剑31 分钟前
【LeetCode&数据结构】单链表的应用——反转链表问题、链表的中间节点问题详解
c语言·开发语言·数据结构·学习·算法·leetcode·链表
还债大湿兄2 小时前
《C++内存泄漏8大战场:Qt/MFC实战详解 + 面试高频陷阱破解》
c++·qt·mfc
倔强青铜35 小时前
苦练Python第18天:Python异常处理锦囊
开发语言·python
u_topian5 小时前
【个人笔记】Qt使用的一些易错问题
开发语言·笔记·qt
珊瑚里的鱼5 小时前
LeetCode 692题解 | 前K个高频单词
开发语言·c++·算法·leetcode·职场和发展·学习方法
AI+程序员在路上6 小时前
QTextCodec的功能及其在Qt5及Qt6中的演变
开发语言·c++·qt
xingshanchang6 小时前
Matlab的命令行窗口内容的记录-利用diary记录日志/保存命令窗口输出
开发语言·matlab
Risehuxyc6 小时前
C++卸载了会影响电脑正常使用吗?解析C++运行库的作用与卸载后果
开发语言·c++
AI视觉网奇6 小时前
git 访问 github
运维·开发语言·docker
不知道叫什么呀6 小时前
【C】vector和array的区别
java·c语言·开发语言·aigc