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。