C++,设计模式,【单例模式】


文章目录

  • 一、模式定义与核心价值
  • 二、模式结构解析
  • 三、关键实现技术演进
    • 1. 基础版(非线程安全)
    • 2. 线程安全版(双重检查锁)
    • 3. 现代C++实现(C++11起)
  • 四、实战案例:全局日志管理器
  • 五、模式优缺点深度分析
    • ✅ 核心优势
    • ⚠️ 潜在缺陷
  • 六、典型应用场景
  • 七、高级实现技巧
    • 1. 模板化单例基类
    • 2. 智能指针管理生命周期
  • 八、设计决策考量
  • 九、模式扩展与变体
  • 十、最佳实践建议
  • 总结


一、模式定义与核心价值

单例模式是一种创建型设计模式,确保一个类只有一个实例存在,并提供该实例的全局访问点。该模式的核心价值体现在:

  • 资源统一管理(如配置管理器)
  • 防止重复创建(如线程池/连接池)
  • 全局访问控制(如日志系统)
  • 共享资源协调(如打印机设备)

二、模式结构解析

class Singleton {
   
private:
    static Singleton* instance;  // 静态实例指针
    Singleton() {
   }               // 私有构造函数
    
    // 禁止拷贝和赋值
    Singleton(const Singleton&) = delete;
    Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

public:
    static Singleton* getInstance() {
   
        if (!instance) {
   
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
};

三、关键实现技术演进

1. 基础版(非线程安全)

class BasicSingleton {
   
    // ... 同上基础结构 ...
};

2. 线程安全版(双重检查锁)

#include 

class ThreadSafeSingleton {
   
private:
    static std::atomic<ThreadSafeSingleton*> insta

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