C++设计模式-单例

一.概念

属于创建型模式 ,用于创建只能产生一个实例对象(即类对象)的类 ,同时提供能够访问该类对象的方法,一般通过getInstance(),即类的静态成员函数。

二.分类

包含两种模式,分别为:饿汉模式和懒汉模式。

1.饿汉模式

提前创建类对象,并保存在静态成员变量。该模式中类对象即使未使用,也会提前创建,该模式较简单,但是可能会造成资源浪费。

2.懒汉模式

首次调用geInstance()静态成员函数 时,才会创建单例对象(即类对象) 。

懒汉模式可以避免资源浪费,但是要防止多线程 同时调用getInstance()静态成员函数,造成创建多个单例对象。可通过加锁的方式,防止多线程下资源冲突。

三.代码实现

1.饿汉模式

cpp 复制代码
//Singleton.h
//单例模式-饿汉模式
#ifndef SINGLETON_H
#define SINGLETON_H

class Singleton {
private:
    Singleton();
    ~Singleton();

    static Singleton* m_instance;

public:
    static Singleton* getInstance();
};
#endif 
cpp 复制代码
//Singleton.cpp
#include "Singleton.h"
//类加载时 创建单例对象
Singleton* Singleton::m_instance = new Singleton();
Singleton::Singleton() {}
Singleton::~Singleton() {}

Singleton* Singleton::getInstance()
{
    return m_instance;
}

2.懒汉模式

cpp 复制代码
//SingletonLH.h
// 单例模式-懒汉模式
#ifndef SINGLETONLH_H
#define SINGLETONLH_H

class SingletonLH {
private:
    SingletonLH();
    ~SingletonLH();
    static SingletonLH* m_instance;
public:
    static SingletonLH* getInstance();
};
#endif 
cpp 复制代码
//SingletonLH.cpp
#include "SingletonLH.h"

SingletonLH *SingletonLH::m_instance = nullptr;

SingletonLH::SingletonLH() {}
SingletonLH::~SingletonLH() {}

//懒汉式:首次调用时创建单例对象 避免资源浪费
SingletonLH *SingletonLH::getInstance()
{
    if(m_instance == nullptr)
    {
        m_instance = new SingletonLH();
    }
    return m_instance;
}

3.懒汉模式-多线程加锁

cpp 复制代码
//SingletonLock.h
// 懒汉模式-多线程加锁
#ifndef SINGLETONLOCK_H
#define SINGLETONLOCK_H
#include <mutex>

class SingletonLock {
private:
    SingletonLock();
    ~SingletonLock();
    static SingletonLock *m_instance;
    //互斥锁
    static std::mutex m_mutex;
public:
    static SingletonLock *getInstance();
};
#endif 
cpp 复制代码
//SingletonLock.cpp
#include "SingletonLock.h"

SingletonLock *SingletonLock::m_instance = nullptr;
std::mutex SingletonLock::m_mutex;

SingletonLock::SingletonLock() {}
SingletonLock::~SingletonLock() {}

SingletonLock *SingletonLock::getInstance()
{
    //确保多线程操作时,只有一个线程执行创建实例
    std::lock_guard<std::mutex> lock(m_mutex);//构造时自动加锁  析构时自动解锁
    if(m_instance == nullptr)
    {
        m_instance = new SingletonLock();
    }
    return  m_instance;
}

4.main.cpp

cpp 复制代码
#include <iostream>
#include "Singleton.h"
#include "SingletonLH.h"
#include "SingletonLock.h"
using namespace std;
int main() 
{
    cout << "饿汉模式:" << Singleton::getInstance() << endl;
    cout << "懒汉模式:" << SingletonLH::getInstance() << endl;
    cout << "懒汉-多线程模式:" << SingletonLock::getInstance() << endl;
    return 0;
}

5.运行结果

cpp 复制代码
饿汉模式:0x1086750
懒汉模式:0x662ca0
懒汉-多线程模式:0x662ce0
相关推荐
wo_jack12 分钟前
C++ 入门笔记(十六):第16课 vector 模拟实现十问十答 —— 从三指针到迭代器失效
c++·后端·面试·stl·vector
D e re k ZH41 分钟前
C++ 标准库算法全景指南
数据结构·c++·算法
心若自由何处是束缚2 小时前
适配器模式:从原理到实战的完整指南
设计模式·适配器模式
雪落漂泊2 小时前
C++算法 二分查找篇(上)
开发语言·c++·算法
不会算法的笨小孩3 小时前
异常的使用以及会出现的问题
开发语言·c++·c++11·异常
是2的10次方啊5 小时前
设计模式与生活⑮:看到哪儿了,得有个地方替你记着
设计模式
Hhy_11075 小时前
《C++深度解构06》手撕 string —— 从底层内存管理到深浅拷贝彻底吃透
c语言·开发语言·c++·学习·visual studio
青少儿编程课堂6 小时前
蓝桥杯青少组图形化省考报名倒计时·全国青少年信息素养大赛·电子学会图形化考级:校园黑白棋人机对战解析
c++·python·算法·bfs·信息学竞赛
YSL0701246 小时前
C++基础
开发语言·c++
eggwyw7 小时前
关于C++为什么不加入垃圾回收机制解析
开发语言·c++