C++：单例模式Singleton

Singleton单例模式

Singleton 是对全局变量的取代策略
作用：保证一个类只能有一个实例，并提供一个全局唯一的访问点。

仅有一个实例：通过类的静态成员变量来体现。
提供访问它的全局访问点：访问静态成员变量的静态成员函数来体现。

《设计模式》一书中给出了一种很不错的实现，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方法获取该实例。

单例模式通过类本身来管理其唯一实例，这种特性提供了解决问题的方法。唯一的实例是类的一个普通对象，但设计这个类时，让它只能创建一个实例并提供对此实例的全局访问。唯一实例类Singleton在静态成员函数中隐藏创建实例的操作。习惯上把这个成员函数叫做Instance()，它的返回值是唯一实例的指针。

单例类Singleton有以下特征：

它有一个指向唯一实例的静态指针，并且是私有的；

它有一个公有的函数，可以获取这个唯一的实例，并且在需要的时候创建该实例；

它的构造函数是私有的，这样就不能从别处创建该类的实例。

 

UML图：

在Singleton模式的结构图中可以看到，我们通过维护一个static的成员变量_instance来记录这个唯一的对象实例。通过提供一个staitc的接口Instance来获得这个唯一的实例。

代码如下：

Singleton.h

 1 #ifndef _SINGLETON_H_
 2 #define _SINGLETON_H_
 3 
 4 class Singleton
 5 {
 6 private:
 7     static Singleton* pInstance;//静态成员，保存对象的唯一实例
 8     Singleton();//私有化构造函数，使其无法在类外实例化
 9 public:
10     static Singleton* Instance();
11     //void Destroy();
12     static void Destroy();
13 };
14 
15 #endif

 

Singleton.cpp

 1 #include "Singleton.h"
 2 #include 
 3 
 4 using namespace std;
 5 
 6 Singleton* Singleton::pInstance = NULL;
 7 
 8 Singleton::Singleton()
 9 {
10     cout<< "Singleton..." << endl;
11 }
12 
13 Singleton* Singleton::Instance()
14 {
15     if(NULL == pInstance)
16     {
17         pInstance = new Singleton();
18     }
19     return pInstance;
20 }
21 
22 void Singleton::Destroy()
23 {
24     delete pInstance;
25     pInstance = NULL;
26     cout<< "Destroy..." << endl;
27 }

main.cpp

 1 #include "Singleton.h"
 2 #include 
 3 
 4 using namespace std;
 5 
 6 int main()
 7 {
 8     Singleton* ps = Singleton::Instance();//通过全局访问点获取实例
 9     Singleton::Destroy();
10     return 0;
11 }

 

Singleton不可以被实例化，因此我们将其构造函数声明为protected或者直接声明为private。