新版MQL语言程序设计：单例模式的原理、应用及代码实现

一、什么是单例模式

单例模式是创建型设计模式的一种，为了保证类仅有一个对象的解决方法。

二、为什么需要单例模式及应用场景

• 节省公共资源

  如果一个类被频繁地创建与销毁会影响整个系统的性能，单例模式保证一个类只有一个对象，并提供一个全局访问点，这样就不必频繁地创建和销毁对象。

• 方便管理与控制

  由于仅有一个实例存在，避免了多个实例之间的冲突，且数据与方法都是共享的，进而实现了统一管理和调用。

• 应用范围

  日志管理、打印机、数据库连接、应用配置，以上场景只需要创建一个实例就足够了，多个实例会出现冲突和资源的浪费。例如向日志里写入信息，多个对象写入就会出现日志管理的混乱。

三、单例模式的实现方法

• 构造函数私有化：无法创建对象也无法使用new关键字创建对象，保证实例唯一性，代码中有详细演示。
• 析构函数私有化：无法通过delete 关键字析构对象，保证对象生命周期，代码中有详细演示。
• 静态函数访问或创建实例：通过类内部的方法创建或访问唯一对象。
• 实例场景模式分懒汉式与饿汉式两种，具体代码实现如下：

// 单例模式类
class Singleton
{
    public:
        // 静态方法，访问或创建唯一的对象
        static Singleton *Instance(void);
        // 该类的相关操作方法，这里只是演示。
        void              SingletonOperation(void);
        string            GetSingletonData(void);
    // 构造函数与析够函数私有化 new 与 delete 无法创建和析构对象了
    private:
        Singleton();
        ~Singleton();
    protected:
        static Singleton *uniqueInstance; // 统一的唯一实例
        string            singletonData;
};
// 懒汉与饿汉两者只能选一种模式
Singleton* Singleton::uniqueInstance=NULL;          // 懒汉式
//Singleton* Singleton::uniqueInstance=new Singleton; // 饿汉式

// 构造函数
Singleton::Singleton()
{
    Print("单例模式类的唯一对象 ", GetPointer(this)," 被创建了");
}
// 析构函数
Singleton::~Singleton()
{
    Print("单例模式类的唯一对象 ", GetPointer(this)," 被销毁了");
    // 析构函数私有化之后，只能在本类析构唯一的对象
    // 该对象的生命周期从创建开始，直到整个程序运行结束
    delete uniqueInstance;
}
// 相应的操作
void Singleton::SingletonOperation(void)
{
    Print("运行单例模式类的操作 > 设置单例模式类的对象数据");
    singletonData="singleton data";
}
// 获取数据
string Singleton::GetSingletonData(void)
{
    Print("读取并返回单例模式类的对象的数据");
    return singletonData;
}
// 仅创建一个对象
Singleton* Singleton::Instance(void)
{
    Print("单例模式的实例方法运行");
    if (!CheckPointer(uniqueInstance))
    {
        Print("单例模式的唯一实例为空");
        uniqueInstance=new Singleton;
        Print("分配给单例模式类的唯一实例");
    }
    Print("单例模式类的唯一对象: ",uniqueInstance);
    Print("返回单例模式类的唯一的实例对象地址: ", uniqueInstance);
    return uniqueInstance;
}
class Client
{
    public:
        string            Output(void);
        void              Run(void);
};
string Client::Output(void) {return __FUNCTION__;}
void Client::Run(void)
{
    // 构造函数私有化之，该类无法创建对象，也无法使用new关键字创建对象
    // Singleton tmp_obj;
    // Singleton *new_obj = new Singleton;

    // 只能使用静态方法创建和访问唯一的对象，保证实例对象唯一性
    Print("请求单例模式类的实例1");
    Singleton* instance1=Singleton::Instance();
    Print("请求单例模式类的实例2");
    Singleton* instance2=Singleton::Instance();
    string compareInstances= (instance1==instance2)?  "实例1 和 实例2 是同一个对象": "两个实例是不同的对象";
    Print(compareInstances);
    Print("请求对实例1 执行操作");
    instance1.SingletonOperation();
    Print("请求对实例2 执行操作");
    string singletonData=instance2.GetSingletonData();
    Print(singletonData);
    // 析构函数私优化，无法通过delete删除对象， 否则编译器报错
    //delete instance1;
}

// 用客户端创建一个对象
Client client;
// 运行函数。
void OnStart()
{
    client.Run();
}