C++单例模式

蔚落 2022-02-02 03:09 212阅读 0赞

**目录**

1  单例模式实现方法

2  单线程下懒汉式单例模式

3  线程安全的懒汉式单例模式

4  饿汉式单例模式

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## 1  单例模式实现方法 ##

（1）懒汉式：故名思义，不到万不得已就不会去实例化类，也就是说在第一次用到类实例的时候才会去实例化。  
（2）饿汉式：饿了肯定要饥不择食。所以在单例类定义的时候就进行实例化。  
（3）特点与选择：  
        由于要进行线程同步，所以在访问量比较大，或者可能访问的线程比较多时，采用饿汉实现，可以实现更好的性能。这是以空间换时间。  
        在访问量较小时，采用懒汉实现。这是以时间换空间。

## 2  单线程下懒汉式单例模式 ##

第一次使用的时候才去申请空间，即所谓的“时间换空间”。

// 单线程下懒汉式单例模式
    // Singleton.h
    class Singleton
    {
    public:
    	static Singleton *getInstance()
    	{
    		if (_instance == nullptr)
    			_instance = new Singleton();
    		return _instance;
    	}
    private:
    	static Singleton *_instance;
    	// 若想要被继承，则将构造函数设置为protected
    	Singleton() = default;
    	~Singleton() = default;
    	// 有无皆可
    	Singleton(const Singleton &) = delete;
    	const Singleton &operator=(const Singleton &) = delete;
    };
    
    // Singleton.cpp
    Singleton *Singleton::_instance = nullptr;
    
    
    
    // 另一种写法
    // Singleton.h
    class Singleton
    {
    public:
    	static Singleton *getInstance()
    	{
    		static Singleton *instance = nullptr;
    		if (instance == nullptr)
    			instance = new Singleton();
    		return instance;
    	}
    private:
    	Singleton() = default;
    	~Singleton() = default;
    	// 有无皆可
    	Singleton(const Singleton &) = delete;
    	const Singleton &operator=(const Singleton &) = delete;
    };

## 3  线程安全的懒汉式单例模式 ##

// Singleton.h
    #include <mutex>
    // 线程安全的懒汉式单例模式
    class Singleton
    {
    public:
    	static Singleton *getInstance()
    	{
    		if (_instance == nullptr)
    		{
    			static std::mutex mutex;
                mutex.lock();
    			if (_instance == nullptr)
    				_instance = new Singleton;
                mutex.unlock();
    		}
    		return _instance;
    	}
    private:
    	static Singleton *_instance;
    	Singleton() = default;
    	~Singleton() = default;
    	Singleton(const Singleton &) = delete;
    	const Singleton &operator=(const Singleton &) = delete;
    };
    
    // Singleton.cpp
    Singleton *Singleton::_instance = nullptr;

## 4  饿汉式单例模式 ##

程序一开始就创建实例，即“空间换时间”。饿汉模式是线程安全的。

// Singleton.h
    class Singleton
    {
    public:
    	static Singleton *getInstance()
    	{
    		return _instance;
    	}
    
    private:
    	static Singleton *_instance;
    	Singleton() = default;
    	~Singleton() = default;
    	Singleton(const Singleton &) = delete;
    	const Singleton &operator=(const Singleton &) = delete;
    };
    
    // Singleton.cpp
    Singleton *Singleton::_instance = new Singleton;
    
    
    // 另一种写法
    // Singleton.h
    class Singleton
    {
    public:
    	static Singleton *getInstance()
    	{
    		static Singleton instance;
            return &instance;
    	}
        // 或者
        //static Singleton &getInstance()
        //{
        //    static Singleton instance;
        //    return instance;
        //}
    
    private:
    	Singleton() = default;
    	~Singleton() = default;
    	Singleton(const Singleton &) = delete;
    	const Singleton &operator=(const Singleton &) = delete;
    };