设计模式之单例模式

单例模式（Singleton Pattern） 一种创建型设计模式，用于确保一个类只能创建一个实例，并提供一个全局访问该实例的方式。

定义一个单例类：

1. 私有化它的构造函数，以防止外界创建单例类的对象；
2. 使用类的私有静态变量指向类的唯一实例；
3. 使用一个公有的静态方法获取该实例。

单例模式有两种实现方式：

1. 懒汉版（Lazy Singleton）
2. 饿汉版（Eager Singleton）

懒汉版:

单例实例在第一次被使用时才进行初始化，这叫做延迟初始化。

class singleton {
public:
    // 获取单例实例的方法
    static singleton& get() {
        static singleton instance; // C++11标准保证线程安全的局部静态变量初始化
        return instance;
    }

    singleton(const singleton&) = delete; // 禁用复制构造函数
    singleton& operator=(const singleton&) = delete; // 禁用赋值运算符

private:
    singleton() {}
    ~singleton() {}
};

饿汉版：

单例实例在程序运行时被立即执行初始化

#include 
using namespace std;

class singleton {
public:
    static singleton& get() {
        return instance;
    }

    void show() { cout << "I'm singleton" << endl; }

    singleton(const singleton&) = delete;
    singleton& operator=(const singleton&) = delete;

private:
    singleton() { cout << "construct" << endl; }
    ~singleton() {}

    static singleton instance;
};

/*********测试代码****************/
#include "test.h"

singleton singleton::instance; // 默认初始化
int main()
{
    singleton::get().show();
    return 0;
}

// 输出
construct
I'm singleton

总结：

1. 使用对象，而不是指针，可以避免内存泄漏的问题。
2. 这两个版本的实现都保证了线程安全
3. 饿汉版要注意 instance 的初始化一定要在调用 get() 之前，否则会返回一个空对象

单例模式使用场景：

1. 全局配置管理：单例模式可以用于管理全局的配置信息，确保系统中的配置信息只有一个实例，并且可以在任何地方被访问。

2. 资源管理：单例模式可以用于管理共享的资源，例如数据库连接池、线程池等，确保这些资源在系统中只有一个实例，避免资源浪费和冲突。

3. 日志记录：单例模式可以用于记录系统的日志信息，确保日志的记录和管理在系统中只有一个实例。

4. 应用程序的控制：单例模式可以用于控制应用程序的行为和状态，例如应用程序的配置信息、用户登录状态等。

注意：
  单例模式并不是适用于所有情况的通用解决方案，因为它可能引入全局状态和隐藏依赖，导致系统的复杂性增加。在使用单例模式时，需要仔细考虑系统的设计和需求，并合理地选择适用场景，避免滥用。