设计模式--单例模式C++实现

单例模式C++实现

1描述：

单例模式，又称单件模式。

定义：确保某一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。

2具体类图描述：

2.1 StartUML内部生成模式类图

该类图由StartUML逆向生成C++代码

class Singleton {
public:
    static Singleton* Instance();

protected:

Singleton();

private:
    static Singleton *instance;
};

Singleton* Singleton::Instance()

{

　　if(instance==NULL)

　　　　instance = new Singleton();

　　return instance;

}

3.详解：

根据单例模式的定义，那么实现这个需求，我们最简单的方法是

①定义一个全局静态对象，给系统使用。

②单例模式实现需求。

注：这两个方都是可以满足需求的，但是呢，想想6大原则：依赖倒置，接口隔离。我们的设计应当是依赖接口，而非对象，那么久pass 刁①吧。

4单例模式的优缺点：

优点：一个实例，减少内存开销；减少系统开销；避免对一个资源的多重占用；设置全局访问点，优化和贡献资源。

缺点：没有借口，扩展性差；不利于测试；与单一职责原则有冲突，单例模式把“要单例”和业务逻辑融合在一个类中。

5使用场景：

要求生成唯一序列号的环境；

共享数据或者共享访问点；

创建一个对象需要消耗的资源过多，如访问IO和数据库等资源；

需要定义大量的静态常量和静态方法（工具类）

6线程安全问题

eg.当两个线程运行至if(instance==NULL)时，可能产生线程安全问题

改进解决

class Singleton {
public:
    static Singleton* Instance();

protected:

Singleton();

private:
    static Singleton *instance;
};

//对单例直接进行初始化，而不再方法Instance中进行判断。

Singleton* Singleton::instance = new Singleton;

Singleton* Singleton::Instance()

{

　　return instance;

}

7单例模式的扩展--多例模式。

class Singleton {
public:
    static Singleton* Instance();

protected:

Singleton();

private:

　 static enum{Max = 100};

　 static int CurNum = 0;

static list<Singleton *>instance_list;

};

Singleton* Singleton::Instance()

{

　　Random random = new Random();

　　int count  = random.nextInt(Max);  //获取随机数

　　return instance_list.get(count); //随机去除一个实例来用

}

8问题

关于多例模式中的list的初始化：

方案：

class Singleton
{
public:
static Singleton* GetInstance()
{
if (_singletonList.size() == 0)
{
//此处设置函数进行定制list也可
_singletonList.push_back(new Singleton());
_singletonList.push_back(new Singleton());
_singletonList.push_back(new Singleton());
}
else
{
//对于多例模式，选择例子，返回
Singleton* tmp = _singletonList.back();
_singletonList.pop_back();
return tmp;

}

}
protected:
Singleton()
{}
private:
static list<Singleton*> _singletonList;
};
list<Singleton*> Singleton::_singletonList(NULL);

void main()
{
Singleton* a = Singleton::GetInstance();
Singleton* b = Singleton::GetInstance();

}