Singleton模式

Singleton模式的特点：

• 保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。
  • 定义一个Instance操作，允许客户访问它的唯一实例。Instance是一个类操作（C++中的一个静态成员函数）。
• 和全局变量相比：
  • 编译器不保证全局变量的初始化顺序；
  • 全局变量不能防止实例化多个对象。

一、指针实现方式

1. //Singleton.h
2. class Singleton
3. {
4. public:
5. static Singleton* Instance();
6. protected:
7. Singleton();
8. private:
9. static Singleton* _instance;
10. };
11. //Singleton.cpp
12. Singleton* Singleton::_instance = 0;
13. Singleton::Singleton()
14. {
15. cout << "Singleton...." << endl;
16. }
17. Singleton* Singleton::Instance()
18. {
19. if (_instance == 0)
20. {
21. _instance = new Singleton();
22. }
23. return _instance;
24. }
25. //main.cpp
26. #include "Singleton.h"
27. int main()
28. {
29. Singleton* sgn = Singleton::Instance();
30. //sgn->...
31. }

//Singleton.h
class Singleton
{
public:
    static Singleton* Instance();
protected:
    Singleton();
private:
    static Singleton* _instance;
};

//Singleton.cpp
Singleton* Singleton::_instance = 0;
Singleton::Singleton()
{
    cout << "Singleton...." << endl;
}
Singleton* Singleton::Instance()
{
    if (_instance == 0)
    {
        _instance = new Singleton();
    }
    return _instance;
} 

//main.cpp
#include "Singleton.h"
int main()
{
    Singleton* sgn = Singleton::Instance();
    //sgn->...
}

这是Singleton最常见的一种实现方式。优缺点列举如下：

• 优点
  • 对唯一实例的受控访问
  • 缩小名空间：对全局变量的一种改进，避免了存储唯一实例的全局变量污染名空间。
• 缺点
  • 返回的是指针，调用者有可能会delete掉
  • Singleton占用的内存，何时会被释放？

二、引用实现方式

这种方式是《Modern C++ Design》一书中给出的。

1. //GameSoundMgr.h
2. class GameSoundMgr
3. {
4. public:
5. static GameSoundMgr& GetInstance();
6. protected:
7. GameSoundMgr();
8. GameSoundMgr(const GameSoundMgr&);
9. GameSoundMgr& operator=(const GameSoundMgr&);
10. ~GameSoundMgr();
11. };
12. //GameSoundMgr.cpp
13. GameSoundMgr& GameSoundMgr::GetInstance()
14. {
15. static GameSoundMgr tGameSoundMgr;
16. return tGameSoundMgr;
17. }

//GameSoundMgr.h
class GameSoundMgr
{
public:
    static GameSoundMgr& GetInstance();
protected:
    GameSoundMgr();
    GameSoundMgr(const GameSoundMgr&);
    GameSoundMgr& operator=(const GameSoundMgr&);
    ~GameSoundMgr();
}; 

//GameSoundMgr.cpp
GameSoundMgr& GameSoundMgr::GetInstance()
{
    static GameSoundMgr tGameSoundMgr;
    return tGameSoundMgr;
}

其优缺点列举如下：

• 优点
  • 构造/析构函数，拷贝构造函数，赋值函数等，都被限定为私有函数，可防止外部调用生成Singleton的副本
  • 外部得到的是static局部变量的引用，不会删除对象
  • 程序结束后，Singleton内存自动释放
• 缺点
  • 即使不使用此Singleton，静态变量始终存在

三、Singleton Holder

在你的系统中，有可能要用到多个Singleton对象，比如一个国家，主席只能有一个，同样，国防部长也只能有一个，那怎么办呢？《Modern C++ Design》还给我们提供了一种Singleton Holder，通过template的应用，批量生产Singleton。

1. //SingletonHolder.h
2. template<class MyClass>
3. class SingletoHolder
4. {
5. public:
6. static MyClass& GetInstance();
7. };
8. //SingletonHolder.cpp
9. #include "SingletonHolder.h"
10. MyClass& SingletonHolder::GetInstance()
11. {
12. static MyClass tMyClass;
13. return tMyClass;
14. }
15. //class GameSoundSystem;
16. typedef SingletonHolder<GameSoundSystem> SingleSoundSytem;
17. GameSoundSystem& mySoundSys = SingleSoundSytem ::GetInstance();

//SingletonHolder.h
template<class MyClass>
class SingletoHolder
{
public:
    static MyClass& GetInstance();
}; 

//SingletonHolder.cpp
#include "SingletonHolder.h"
MyClass& SingletonHolder::GetInstance()
{
    static MyClass tMyClass;
    return tMyClass;
} 

//class GameSoundSystem;
typedef SingletonHolder<GameSoundSystem> SingleSoundSytem;
GameSoundSystem& mySoundSys = SingleSoundSytem ::GetInstance();

以上技术的详情，请参见《Modern C++ Design》一书。另外在我的博客另外一篇文章，也有一个logSingleton的小