C++单例模式 (Singleton Pattern)

单例模式 (Singleton Pattern) 是软件设计模式中最基础、也是自动驾驶系统中最常用的一种模式。

为了让你彻底理解，我们还是用生活例子，结合代码来拆解。

一、核心概念：

单例模式的定义 ：确保一个类只有一个实例 (Instance) ，并提供一个全局访问点来获取它。

生活中的例子：

公司公章：只有一枚。谁要盖章，都得去找那一枚章。

代码中的含义：

在你的代码里，PlanContext 就是那个"公章"。

错误的做法 ：每次要用数据，就 new PlanContext()。
- 后果：感知模块往"公章A"里写了障碍物，规划模块去"公章B"里读数据。结果读了个寂寞，车子撞墙。
单例的做法 ：全程序禁止 new，只能通过一个特定的函数（比如 Instance()）拿到那唯一的一个对象。

二、 C++ 代码怎么写？

这是 C++11 之后最标准、最简洁、线程安全 的写法（被称为 Meyers' Singleton）。请把这段代码刻在脑子里：

cpp 复制代码

class PlanContext {
private:
    // 1. 构造函数私有化 (Private Constructor)
    // 意思：禁止外部随便 new！只有我自己能生我自己。
    PlanContext() { 
        std::cout << "PlanContext 初始化了（只会出现一次）" << std::endl;
    }

public:
    // 2. 删除拷贝构造和赋值操作 (Delete Copy)
    // 意思：禁止克隆！禁止影分身！保证独一无二。
    PlanContext(const PlanContext&) = delete;
    void operator=(const PlanContext&) = delete;

    // 3. 全局访问点 (Global Access Point)
    // 意思：想要用我？调这个函数。
    static PlanContext& Instance() {
        // 关键点：static 局部变量
        // 特性：C++11 保证了它是线程安全的，且只会初始化一次
        static PlanContext instance; 
        return instance;
    }

    // --- 具体的业务数据 ---
    void updateData() { ... }
};

// 使用方法：
int main() {
    // PlanContext p = new PlanContext(); // 报错！不让你 new
    
    // 正确用法：直接找 Instance 要
    PlanContext::Instance().updateData(); 
}

三、为什么 `PlanContext` 必须是单例？

结合你的架构图，原因有两个：

1. 数据一致性 (Data Consistency)

你的系统是一个流水线： 感知 -> 写入 -> PlanContext -> 读取 -> 规划 如果 PlanContext 不是单例，感知写到了对象 A，规划读的是对象 B，那规划模块永远拿不到最新的路况。只有大家共用一个对象，才能保证**"你写的就是我读的"**。

2. 节省资源 (Resource Management)

虽然 PlanContext 可能不大，但如果是一些像 MapEngine（地图引擎）这样的类，加载一次地图要吃掉 2GB 内存。如果你不小心 new 了 10 次，20GB 内存没了，电脑直接死机。单例保证了它只占一份内存。

四、单例模式的"坑"

虽然它好用，但也不要滥用。

它本质上是全局变量 ：因为谁都能访问它，谁都能改它。如果代码里哪个角落偷偷改了数据，很难查出来是谁干的。（所以我们要加 Mutex 锁来保护）。
生命周期难以控制：它通常在程序启动时出生，程序结束时销毁。如果你想中途把它销毁释放内存，比较麻烦。

五、总结

当你看到代码里写着 ::Instance() 或者 ::getInstance() 时，脑子里要立刻反应过来：

这是一个单例。
全公司只有这一份。
大家都在抢着用它，所以里面肯定有锁 (Mutex)。