单例模式

单例模式的写法总的来说分为两类：饿汉式和饱汉式，他们都依赖C++的一个知识点：static的使用。

具体的写法有很多种，首先给出最推荐的写法。这个写法是所谓的饱汉式（即：延时初始化，再使用的时候才去初始化）

class Singleton
{
public:
    static Singleton& getInstance() {
        static Singleton _instance;
        return _instance;
    }
    Singleton(const Singleton& other) = delete;
    Singleton(Singleton&& other) = delete;
    Singleton& operator=(const Singleton& other) = delete;
    Singleton&operator=(Singleton&& other) = delete;
    
private:
    Singleton() = default;
    ~Singleton() = default;
};

也看到过有人这样写，我觉得没有必要。

class Singleton
{
public:
    static Singleton* getInstance() {
        static Singleton _instance;
        return &_instance;
    }
    Singleton(const Singleton& other) = delete;
    Singleton(Singleton&& other) = delete;
    Singleton& operator=(const Singleton& other) = delete;
    Singleton&operator=(Singleton&& other) = delete;
    
private:
    Singleton() = default;
    ~Singleton() = default;
};

 

下面给出其他的写法

写法一：静态成员饿汉式

存在的问题：no local static（函数外的static）变量在不同的编译单元中的初始化顺序未定义，即static Singleton& getInstance()和static Singleton _instance的顺序未知。

class Singleton
{
public:
    static Singleton& getInstance() {
        return _instance;
    }
    Singleton(const Singleton& other) = delete;
    Singleton(Singleton&& other) = delete;
    Singleton& operator=(const Singleton& other) = delete;
    Singleton& operator=(Singleton&& other) = delete;

private:
    static Singleton _instance;
    Singleton() = default;
    ~Singleton() = default;
};
Singleton Singleton::_instance;

 

写法二：指针饱汉式

存在的问题：1.不是线程安全（改进：加锁）、2.内存泄漏（改进：使用智能指针或者依赖静态的嵌套类的析构函数）

class Singleton
{
public:
    static Singleton* getInstance() {
        if (_instance)
            _instance = new Singleton();
        return _instance;
    }
    Singleton(const Singleton& other) = delete;
    Singleton(Singleton&& other) = delete;
    Singleton& operator=(const Singleton& other) = delete;
    Singleton& operator=(Singleton&& other) = delete;

private:
    static Singleton *_instance;
    Singleton() = default;
    ~Singleton() = default;
};
Singleton* Singleton::_instance = nullptr;

 

题外话：

写法二中的指针到底需不需要释放？

如果对象没有被释放，在程序运行期间可能会存在内存泄露问题。

有人可能会说，在程序结束时，操作系统会进行必要的清理工作，包括释放进程的所有堆栈等信息，即使存在内存泄露，操作系统也会收回的；且对于单例来讲，进程运行期间仅有一个，对于现代计算机而言，占用的内存貌似也不会太大。而且该实例有可能根本就没有进行内存的申请操作，这种情况下不释放实例所占内存，对进程的运行也不会造成影响。

但我觉得还是要在合适的地方加上释放（在哪儿合适呢，在程序关闭前？），养成良好的习惯，并且对于大型项目来说，会有内存检测工具，避免报内存泄漏，增加检查成本。

 当然，如果采用前面的最佳模式，就无需考虑这个问题了，只需要写好这个类的析构函数就可以了。