C/C++学习——单例模式(懒汉模式与饿汉模式)

一、什么是单例模式？

单例模式（Singleton Pattern）是一种创建型设计模式，用于确保在应用程序的生命周期内只存在一个特定类的唯一实例。这意味着无论何时请求该类的实例，都将返回同一个实例，而不会创建多个相同的对象。

二、单例模式应用

资源共享：当多个对象需要共享同一个资源，如数据库连接、文件系统、日志记录器等时，使用单例模式可以确保只有一个实例在管理这些资源，避免资源冲突和浪费。

全局控制：某些类负责管理全局的配置或状态信息。通过单例模式，可以确保在整个应用程序中只有一个配置管理器或状态管理器。

惰性初始化：某些对象的创建和初始化可能会很昂贵，只有在需要时才应该进行。单例模式允许延迟对象的创建，直到第一次请求它。

避免重复操作：有时需要确保只有一个对象负责某种操作，以避免重复执行。

三、单例模式的特点

私有的构造函数：单例类的构造函数必须是私有的，以防止外部代码直接实例化对象。

静态成员变量：通常单例类包含一个私有的静态成员变量，用于保存唯一实例的引用。

静态成员函数：通常单例类包含一个静态成员函数，用于获取唯一实例。这个函数通常会在内部检查是否已经创建了实例，如果没有，则创建一个新的实例并返回。

**

注意：静态成员变量的使用

**（静态成员变量是类的一部分，并不是类的实例的一部分，同时静态成员函数不需要使用类的实例来调用，可以直接通过类名来调用）

示例代码：

#include 
class Myclass
{
public:
	static void myPrint(); //静态成员函数声明
};
void Myclass::myPrint() //静态成员函数声明
{
	std::cout << "测试静态成员函数！\n" << std::endl;
}

void test_1()
{
	/*
	静态成员函数是类的一部分，但不是类的实例的一部分；
	静态成员函数不需要使用类的实例来调用，可以直接通过类名来调用
	*/
	Myclass::myPrint();
}

int main()
{
	test_1();
	return 0;
}

四、单例模式C++代码示例（饿汉模式）

结果：在没有使用该类的情况下也会实例化对象。

#include 

//单例模式实现 示例
class Singleton
{
    private:
        static Singleton _eton; //静态成员变量_eton的声明，这里并没有定义
        //构造函数
        Singleton():_data(99) 
        {
            std::cout << "单例模式构造！\n";
        }
        //删除拷贝构造，C++11特性
        Singleton(const Singleton&) =delete; 
        //析构函数
        ~Singleton(){}
    
    private:
        int _data;

    //对外提供的接口
    public:
        static Singleton &getInstance()
        {
            return _eton;
        }
        int getData()
        {
            return _data;
        }
};

Singleton Singleton::_eton; //静态成员函数的定义

int main()
{
    std::cout << Singleton::getInstance().getData() <<std::endl;
    return 0;
}

五、单例模式C++示例代码（懒汉模式）

懒汉模式：第一次使用要使用单例对象的时候创建实例对象。如果单例对象构造特别耗时或者耗费资源（加载插件、加载网络资源等），可以选择懒汉模式，在第一次使用的时候才创建对象。

#include 

class Singleton
{
    private:
        Singleton():_data(90)
        {
            std::cout << "单例对象构造！\n" << std::endl;
        }
        Singleton(const Singleton&) = delete;
        ~Singleton(){}

    private:
        int _data;

    public:
        static Singleton &getInstance()
            {
                static Singleton _eton;
                return _eton;
            }
        int getData()
        {
            return _data;
        }
};


int main()
{
    std::cout << Singleton::getInstance().getData() << std::endl; //只有在实例化对象的时候才可以调用
    return 0;
}