c\c++复习基础要点08--c++单例模式
单例模式有许多种实现方法,在c++中,甚至可以直接用一个全局变量做到这一点,但是这样的代码显得不优雅。使用全局对象能够保证方便地访问实例,但是不能保证只声明一个对象——也就是说除了一个全局实例外,仍然能创建相同类的本地实例。
定义一个单例类,使用类的私有静态指针变量指向类的唯一实例,并用一个公有的静态函数获取该实例。
定义:
class CSingleton
{
public:
staticCSingleton * GetInstance()
{
if(m_pInstance==NULL)
m_pInstance = new CSingleton();
return m_pInstance;
}
private:
CSingleton(){};
staticCSingleton * m_pInstance;
};
用户访问唯一实例的函数只有GetInstance()成员函数。因为类的构造函数是私有的。GetInstance()的返回值是当这个函数第一次被调用时创建的实例。所以GetInstance()之后调用都返回同一个实例的指针。
单例类CSingleton的特征:
1. CSingleton有一个指向唯一实例的静态指针m_pInstance,并且是私有的;
2. CSingleton有一个公有的函数,可以获得这个唯一的实例,并且在需要的时候创建实例;
3. CSingleton的构造函数是私有的,这样就不能从别处创建该类的实例。
但是该种实现单例类的方法有一个问题:m_pInstance指向的空间(实例)什么时候释放?
该实例的析构函数什么时候执行?
解决办法:让这个类自己知道在合适的时候把自己释放,或者把释放自己的操作让操作系统在某个适合时候执行。
在程序结束时,系统会自动析构所有的全局变量。事实上,系统也会析构该类的所有静态成员变量。利用这个特征,可以在单例类中定义一个内嵌类的静态成员变量,而这个内嵌类的唯一工作就是在析构函数中去释放单例类的实例。
在CSingleton类中定义一个CGarbo类的静态成员变量:
class CSingleton
{
public:
static CSingleton * GetInstnace()
{
if(m_pInstance==NULL)
m_pInstance = newCSingleton();
return m_pInstance;
}
private:
CSingleton();
static CSingleton * m_pInstance;
class CGarbo
{
public:
~CGarbo()
{
if(CSingleton::m_pInstance)
delete CSingleton::m_pInstance;
}
};
static CGarbo Garbo;
};
类CGarbo被定义为CSingleton的私有内嵌类,以防该类被在其他地方滥用。
程序运行结束时,系统会调用CSingleton的静态成员Garbo的析构函数,该析构函数会删除单例的唯一实例。
使用这种方法释放单例对象有以下特征:
在单例类内部定义专有的嵌套类;
在单例类内定义私有的专门用于释放的静态成员;
利用程序在结束时析构全局变量的特性,选择最终的释放时机;
使用单例的代码不需要任何操作,不必关心对象的释放。
另一种实现单例类的方法:定义单例类的实例为GetInstance函数的局部静态变量。
class CSingleton
{
public:
static CSingleton &GetInstance()
{
static CSingleton instance;
return instance;
}
private:
CSingleton(){};
};
使用局部静态变量,非常强大的方法,完全实现了单例的特性,而且代码量更少,也不用担心单例销毁的问题。
但使用此种方法也会出现问题,当如下方法使用单例时问题来了,
Singletonsingleton = Singleton :: GetInstance();
这么做就出现了一个类拷贝的问题,这就违背了单例的特性。产生这个问题原因在于:编译器会为类生成一个默认的构造函数,来支持类的拷贝。
解决方法:禁止类拷贝和类赋值,禁止程序员用这种方式来使用单例
class CSingleton
{
public:
static CSingleton &GetInstance()
{
static CSingleton instance;
return instance;
}
private:
CSingleton(){};
CSingleton(const CSingleton &){};
CSingleton & operate=(constCSingleton &){};
};
关于CSingleton(const Singleton&); 和 CSingleton & operate = (const Singleton&); 函数,需要声明成私用的,并且只声明不实现。这样就可以解决上边的问题,实现单例类。
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