设计模式：单例模式 C++实现

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前言

今天复习最后一个设计模式：单例模式，这也是最常用的模式之一，这里给大家分享下！

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1. 单例模式的理解

单例模式，就是只能创建一个类的对象，并且无法通过普通创建对象的方式来获取对象，即new一个对象，仅能通过特别的函数获得类的对象。

单例模式比较正规的定义与类图（引用《大话设计模式》）如下所示：


注意，单例模式实现是将类的无参构造函数设置为私有访问权限，这样就不能在类外通过new的方式来创建对象。

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2. 单例模式的C++实现

这里仅用C++实现单例模式，就不举例实现了，其实可以用单例模式来实现之前介绍过的简单工厂模式中工厂类，感兴趣大家可以自行实现！

这里的C++代码实现了线程安全的单例模式，所以用到了std::mutex和std::lock_guard类，如果大家不清楚这两个类的用法，可以在网上查找，有很多介绍，这里就不说了。

#include 
#include 
#include 

//****************Singleton Pattern****************
class Singleton
{
private:
	static Singleton* ptrInstance;
	static std::mutex m_mutex;

	Singleton() {}

public:
	static Singleton* GetInstance()
	{
		if (ptrInstance == NULL)
		{
			std::lock_guard<std::mutex> lock(m_mutex);
			if (ptrInstance == NULL)
			{
				ptrInstance = new Singleton();
			}
		}

		return ptrInstance;
	}

	~Singleton()
	{
		if (ptrInstance != NULL)
		{
			std::lock_guard<std::mutex> lock(m_mutex);
			if (ptrInstance != NULL)
			{
				delete ptrInstance;
			}
		}
	}
};

std::mutex Singleton::m_mutex;
Singleton* Singleton::ptrInstance = NULL;

//*********************Test***********************
int main()
{
	Singleton* obj1 = Singleton::GetInstance();
	Singleton* obj2 = Singleton::GetInstance();

	if (obj1 == NULL)
	{
		std::cout << "obj1 is null" << std::endl;
	}

	if (obj2 == NULL)
	{
		std::cout << "obj1 is null" << std::endl;
	}

	if (obj1 == obj2)
	{
		std::cout << "Single obj1 = obj2" << std::endl;
	}
	else
	{
		std::cout << "Single obj1 != obj2" << std::endl;
	}
	system("pause");
	return 0;
}

实现了上述代码，发现很罗嗦，在单例类中声明该单例类的静态对象属性，要在类外定义，还要使用std::mutex和std::lock_guard类实现线程安全，突然想到，如果用下面代码实现线程安全的单例类，不是很简单嘛！

class Singleton2
{
private:
	Singleton2() {}

public:
	static Singleton2* GetInstance()
	{
		static Singleton2 instance;
		return &instance;
	}
};

相比第一版Singleton类，Singleton2类的定义是不是简单很多，惊喜啊！

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总结

单例模式的应用场景还是很多的，至少我接触的项目中基本都用过，用好这个模式还是很有好处的。

参考

《大话设计模式》