本文参照于狄泰软件学院——《C++深度剖析课程》
需求:在架构设计时,一些类在整个系统声明周期中最多只能有一个对象存在。那么我们如何定义一个类,使得这个类最多只能创建一个对象呢?
单例模式
- 要控制类的对象数目,必须隐藏构造函数
- 定义一个静态对象指针instance并初始化为NULL,当需要创建对象时,先判断instance的值:
a) 当instance为空值时:创建对象,并用instance标记
b) 当instance为非空值时,返回instance标记的对象。
示例代码:单例模式初探
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class SObject
{
static SObject* c_instance;
SObject(const SObject&);
SObject& operator= (const SObject&);
SObject()
{
}
public:
static SObject* GetInstance();
void print()
{
cout << "this = " << this << endl;
}
};
SObject* SObject::c_instance = NULL;
SObject* SObject::GetInstance()
{
if( c_instance == NULL )
{
c_instance = new SObject();
}
return c_instance;
}
int main()
{
SObject* s = SObject::GetInstance();
SObject* s1 = SObject::GetInstance();
SObject* s2 = SObject::GetInstance();
s->print();
s1->print();
s2->print();
return 0;
}
输出结果:
this = 0x9674008
this = 0x9674008
this = 0x9674008
我们发现,无论创建多少个对象,实际对象只有一个!
存在的问题
- 必须定义静态成员变量c_instance
- 必须定义静态成员函数GetInstance()
问题:如何解决这个问题呢?
我们可以将单例模式相关的代码抽取出来,开发单例类模板。当需要使用单例类模板时,可以申请成为单例类模板的友元类。这样就可以直接成为单例模式了。
示例代码:
//Singleton.h
#ifndef _SINGLETON_H_
#define _SINGLETON_H_
template
< typename T >
class Singleton
{
static T* c_instance;
public:
static T* GetInstance();
};
template
< typename T >
T* Singleton<T>::c_instance = NULL;
template
< typename T >
T* Singleton<T>::GetInstance()
{
if( c_instance == NULL )
{
c_instance = new T();
}
return c_instance;
}
#endif
//main.cpp
#include <iostream>
#include <string>
#include "Singleton.h"
using namespace std;
class SObject
{
friend class Singleton<SObject>; // 当前类需要使用单例模式
SObject(const SObject&);
SObject& operator= (const SObject&);
SObject()
{
}
public:
void print()
{
cout << "this = " << this << endl;
}
};
int main()
{
SObject* s = Singleton<SObject>::GetInstance();
SObject* s1 = Singleton<SObject>::GetInstance();
SObject* s2 = Singleton<SObject>::GetInstance();
s->print();
s1->print();
s2->print();
return 0;
}