17.设计模式-单例模式（Singleton）

会员果汁2026-01-19 9:09

单例模式（Singleton）：保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点

需求

写一个窗体程序，当中有一个是'工具箱'的窗体，问题就是，我希望工具箱要么不出现，出现也只出现一个。代码实现时对应一个singleton对象。

代码

静态局部变量在C语言中使用static关键字定义。它与普通的局部变量不同，静态局部变量的生命周期是整个程序运行期间，而不是仅限于函数的调用周期。具体来说：

生命周期：静态局部变量在程序开始时被分配内存，并在程序结束时释放内存。尽管它们的作用域仅限于函数内部，但其值在函数退出后不会丢失。

作用域：静态局部变量的作用域与普通局部变量相同，仅限于函数内部。但因为其生命周期不同，所以在函数的多次调用中，静态局部变量可以保持其值。

懒汉式

第一次被引用时，才会将自己实例化

c 复制代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>

typedef struct Singleton {
    int x;
    int y;
} Singleton;

Singleton *InitSingleton() {
    Singleton *obj = (Singleton *)malloc(sizeof(Singleton));
    obj->x = 10;
    obj->y = 10;
    return obj;
}

Singleton *GetInstance() {
    static Singleton *obj;
    static pthread_mutex_t lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
    // 对于instance存在的情况，就直接返回
    if(obj == NULL) {
        // 当instance为null并且同时有两个线程调用GetInstance()方法时，它们将都可以通过第一重instance==null的判断。然后由于lock机制，这两个线程则只有一个进入，另一个在外排队等候，必须要其中的一个进入并出来后，另一个才能进入.
        pthread_mutex_lock(&lock);
        // 第一个线程创建了实例，通过第一层判断的其他线程不可以创建新的实例
        if(obj == NULL) {
            obj = InitSingleton();
        }
        pthread_mutex_unlock(&lock);
    }
    return obj;
}


int main() {
    Singleton *s1 = GetInstance();
    Singleton *s2 = GetInstance();
    if(s1 == s2) {
        printf("两个对象是相同的实例\n");
    }
    return 0;
}

饿汉式

由于C语言静态局部变量不能在初始化时赋值为变量，可以定义全局静态变量，并定义接口返回。代码不作实现。

UML图

无

总结

无