C++ 单例类模板(详解)
单例类
描述
指在整个系统生命期中,一个类最多只能有一个实例(instance)存在,使得该实例的唯一性(实例是指一个对象指针) , 比如:统计在线人数
在单例类里,又分为了懒汉式和饿汉式,它们的区别在于创建实例的时间不同:
懒汉式 : 指代码运行后,实例并不存在,只有当需要时,才去创建实例(适用于单线程)
饿汉式 : 指代码一运行,实例已经存在,当时需要时,直接去调用即可(适用于多线程)
用法
将构造函数的访问属性设置为private,
提供一个GetInstance()静态成员函数,只能供用户访问唯一一个实例.
定义一个静态成员指针,用来供用户获取
重载 (=)赋值操作符以及拷贝构造函数,并设为private, 避免对象间拷贝,复制.
初探单例类-懒汉式:
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#include
using namespace std;
class CSingleton
{
private:
static CSingleton* m_pInstance;
CSingleton() //构造函数为private
{
}
CSingleton& operator = (const CSingleton& t);
CSingleton(const CSingleton &);
public:
static CSingleton* getInstance()
{
if(m_pInstance==NULL)
m_pInstance= new CSingleton();
return m_pInstance;
}
void print()
{
cout<};
CSingleton* CSingleton::m_pInstance = NULL;
int main()
{
CSingleton *p1=CSingleton::getInstance();
CSingleton *p2=CSingleton::getInstance();
CSingleton *p3=CSingleton::getInstance();
p1->print();
p2->print();
p3->print();
return 0;
}
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运行打印:
0x6e2d18
0x6e2d18
0x6e2d18
从打印结果可以看出,该指针对象指向的都是同一个地址,实现了一个类最多只能有一个实例(instance)存在.
注意:由于实例(instance),在系统生命期中,都是存在的,所以只要系统还在运行,就不需要delete
上面的懒汉式如果在多线程情况下 ,多个Csingleton指针对象同时调用getInstance()成员函数时,由于m_pInstance = NULL,就会创建多个实例出来.(除非使用mutex来添加互斥)
所以,在多线程情况下,需要使用饿汉实现
代码如下:
复制代码
class CSingleton
{
private:
static CSingleton* m_pInstance;
CSingleton() //构造函数为private
{
}
CSingleton& operator = (const CSingleton& t);
CSingleton(const CSingleton &);
public:
static CSingleton* getInstance()
{
return m_pInstance;
}
};
CSingleton* CSingleton::m_pInstance = new CSingleton;
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也可以直接粗暴的用static变量:
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class CSingleton
{
private:
CSingleton() //构造函数为private
{
}
CSingleton& operator = (const CSingleton& t);
CSingleton(const CSingleton &);
public:
static CSingleton* getInstance()
{
static CSingleton Instance;
return &Instance;
}
};
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注意:
类函数中如果使用static静态局部变量,那么该变量是不安全的,因为static变量是一直存在的,所有对象都会共享这个变量.
单例类模板
我们现在讲解的仅仅是个框架,里面什么都没有,不能满足需求啊,所以还要写为单例类模板头文件,当需要单例类时,直接声明单例类模板头文件即可
写CSingleton.h
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#ifndef SINGLETON_H
#define SINGLETON_H
template
class CSingleton
{
private:
static T* m_pInstance;
CSingleton() //构造函数为private
{
}
public:
static T* getInstance()
{
return m_pInstance;
}
};
template
T* CSingleton :: m_pInstance = new T;
#endif
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当我们需要这个单例类模板时,只需要在自己类里通过friend添加为友元即可,
接下来试验单例类模板
写main.cpp
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#include
#include
#include “CSingleton.h”
using namespace std;
class Test
{
friend class CSingleton ; //声明Test的友元为单例类模板
private:
string mstr;
Test(): mstr("abc")
{
}
Test& operator = (const Test& t);
Test(const Test&);
public:
void Setmstr(string t)
{
mstr=t;
}
void print()
{
cout<<"mstr = "<print();
return 0;
}
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运行打印:
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mstr = abc
this = 0x2d2e30
mstr = abc
this = 0x2d2e30
mstr = ABCDEFG
this = 0x2d2e30
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