设计模式之单例模式

2023-12-11 18:56:51

1. 单例模式

1.1 简介

在实际项目开发中肯定会有这么一种情况，一个类只能有一个对象被创建，如果有多个对象的话，可能会导致状态的混乱和不一致。这种情况下，单例模式是最恰当的解决办法。它有很多种实现方式，各自的特性不相同，使用的情形也不相同。

1.2 特点

1.提供了一个对对象的全局访问指针

2.在不影响单例类的客户端的情况下允许将来有多个实例，通过接口获得

3.确保一个类只有一个实例被建立 ,不能额外创建一个新的对象

1.3 应用场景

读取配置文件，读取的配置文件都是公用的，只能有一个示例去操作文件
数据连接线程池，多线程的时候.
应用程序的日志应用，一般都可以使用单例模式来实现，只能又一个示例去操作文件

1.4 实现思路

1）将构造函数的访问权限修改为private或protected，不允许类的外部来创建对象

2）用一个静态成员指针指向创建的对象

3）提供一个静态成员函数,获得这个对象的首地址

2. 懒汉式

先上代码:

#include <iostream>
using namespace std;

// 作者博客
static string myblog = "https://www.cnblogs.com/wanghongyang/";

class singelton {
private:
	singelton() { ; }
	static singelton *single;
public:
	static singelton *get_instance();
};

// 静态变量初始化
singelton* singelton::single = NULL;

singelton * singelton::get_instance()
{
	if (single == NULL) {
		single = new singelton;
	}
	return single;
}

int main()
{
	singelton* s1 = singelton::get_instance();
	singelton* s2 = singelton::get_instance();
	if (s1 == s2)
	{
		cout << "s1==s2" << endl;
	}
	else {
		cout << "s1!=s2" << endl;
	}
	return 0;
}

可以看到，思路是非常简单的，所谓懒汉式，就是当你用的时候，我才初始化

但是这会带来一个问题，大家思考一下，如果添加了析构函数将会怎么样，如何解决？

参考代码如下

class singelton {
private:
	singelton() { ; }
	static singelton *single;
public:
	static singelton *get_instance();
	~singelton() {
		cout << "~singelton()" << endl;
		if (single != NULL)
		{
			delete single;
		}
	}
};

// 静态变量初始化
singelton* singelton::single = NULL;

singelton * singelton::get_instance()
{
	if (single == NULL) {
		single = new singelton;
	}
	return single;
}

int main()
{
	singelton* s1 = singelton::get_instance();
	singelton* s2 = singelton::get_instance();
	if (s1 == s2)
	{
		cout << "s1==s2" << endl;
	}
	else {
		cout << "s1!=s2" << endl;
	}
	delete s1;
	return 0;
}

可以看到，会出现不断调用析构函数的现象，因为singelton为用户自定义的类，delete会默认调用该类的析构函数

运行结果：

2.1 解决方案

自定义一个类，用于释放空间

class singelton {
private:
	singelton() { ; }
	static singelton *single;

	class DeleteSpace {
	public:
		DeleteSpace();
		~DeleteSpace();
	};

	static DeleteSpace ds; // 释放堆区空间的类对象

public:
	static singelton *get_instance();
};

// 静态变量初始化
singelton* singelton::single = NULL;

singelton * singelton::get_instance()
{
	if (single == NULL) {
		single = new singelton;
	}
	return single;
}

singelton::DeleteSpace singelton::ds; // 初始化释放空间的静态类

singelton::DeleteSpace::DeleteSpace() { ; }
singelton::DeleteSpace::~DeleteSpace() {
	cout << "~DeleteSpace()" << endl;
	if (single != NULL)
	{
		delete single;
	}
}

int main()
{
	singelton* s1 = singelton::get_instance();
	singelton* s2 = singelton::get_instance();
	if (s1 == s2)
	{
		cout << "s1==s2" << endl;
	}
	else {
		cout << "s1!=s2" << endl;
	}

	return 0;
}

这个例子的原理就是，当程序运行结束，堆区释放的时候，会自动调用析构函数，析构单例类，这样做就不需要手动的去释放单例类

运行结果