C++怎么实现Singleton模式

今天小编给大家分享一下C++怎么实现Singleton模式的相关知识点，内容详细，逻辑清晰，相信大部分人都还太了解这方面的知识，所以分享这篇文章给大家参考一下，希望大家阅读完这篇文章后有所收获，下面我们一起来了解一下吧。

下面是使用Singleton模式时所要考虑的实现问题：
1) 保证一个唯一的实例

Singleton模式使得这个唯一实例是类的一般实例，但该类被写成只有一个实例能被创建。

Singleton模式提供的类的唯一实例本身就是一个一般的实例，只是通过实现层面保证只有一个实例被创建。

做到这一点的一个常用方法是将创建这个实例的操作隐藏在一个类操作（即一个静态成员函数或者是一个类方法）后面，由它保证只有一个实例被创建。这个操作可以访问保存唯一实例的变量，而且它可以保证这个变量在返回值之前用这个唯一实例初始化。这种方法保证了单件在它的首次使用前被创建和使用。

做到这一点首先是提供一个创建唯一实例的类操作（等同于C++中的静态成员函数）。这个操作管理保存唯一实例的变量，保证这个变量在被返回之前一定被唯一的实例初始化。

在C++中你可以用Singleton类的静态成员函数Instance来定义这个类操作。Singleton还定义了一个静态成员变量_ instance，它包含了一个指向它的唯一实例的指针。

利用C++实现单例模式，简单讲就是使用静态成员函数管理指针类型的静态数据成员。另外一点就是这里说的是【可以】而不是【必须】。

Singleton的类声明如下：

对应的实现是

客户仅通过Instance成员函数访问这个单件。变量 _ instance初始化为0，而静态成员函数Instance返回该变量值，如果其值为 0则用唯一实例初始化它。 Instance使用惰性（lazy）初始化；它的返回值直到被第一次访问时才创建和保存。

注意构造器是保护型的。试图直接实例化Singleton的客户将得到一个编译时的错误信息。这就保证了仅有一个实例可以被创建。

此外，因为_instance是一个指向Singleton对象的指针，Instance成员函数可以将一个指向Singleton的子类的指针赋给这个变量。我们将在代码示例一节给出一个这样的例子。

上述代码根据C++11新特性进行了修改。一是将_instance的初始化和比较都使用nullptr而不是0；二是使用=delete禁止生成和使用拷贝构造函数和赋值运算符。

关于C++的实现还有一点需要注意。将单件定义为一个全局或静态的对象，然后依赖于自动的初始化，这是不够的。有如下三个原因：
a) 我们不能保证静态对象只有一个实例会被声明。
b) 我们可能没有足够的信息在静态初始化时实例化每一个单件。单件可能需要在程序执行中稍后被计算出来的值。
c) C++没有定义转换单元（translation unit）上全局对象的构造器的调用顺序 [ E S 9 0 ]。这就意味着单件之间不存在依赖关系；如果有，那么错误将是不可避免的。
使用全局/静态对象的实现方法还有另一个（尽管很小）缺点，它使得所有单件无论用到与否都要被创建。使用静态成员函数避免了所有这些问题。

以上就是“C++怎么实现Singleton模式”这篇文章的所有内容，感谢各位的阅读！相信大家阅读完这篇文章都有很大的收获，小编每天都会为大家更新不同的知识，如果还想学习更多的知识，请关注亿速云行业资讯频道。