单例设计模式c++

什么是单例模式？

单例模式指在整个系统生命周期里，保证一个类只能产生一个实例，确保该类的唯一性。

单例模式分类

单例模式可以分为懒汉式和饿汉式，两者之间的区别在于创建实例的时间不同：

• 懒汉式：指系统运行中，实例并不存在，只有当需要使用该实例时，才会去创建并使用实例。（这种方式要考虑线程安全）
• 饿汉式：指系统一运行，就初始化创建实例，当需要时，直接调用即可。（本身就线程安全，没有多线程的问题）

单例类特点

• 构造函数和析构函数为private类型，目的禁止外部构造和析构
• 拷贝构造和赋值构造函数为private类型，目的是禁止外部拷贝和赋值，确保实例的唯一性

单例类的结构

• 一个public的获取指向唯一的实例对象的指针的函数GetInstance()
• 构造函数析构函数设为private，禁止外部构造和析构
• 拷贝构造和赋值操作符重载函数设为private类型，禁止外部拷贝和赋值，确保实例的唯一性
• 一个private的static的指向唯一的实例对象的指针

懒汉模式实现代码

线程不安全版本：

 
//线程不安全的懒汉模式
class singleClass {
public:
	
	static singleClass* getinstance()//对外的接口（方法），静态成员函数调用静态成员变量
	{
		if (instance == nullptr)
		{
			instance = new singleClass();
		}
		return instance;
	};
 
private:
    static singleClass* instance;//静态成员变量，类内声明，类外初始化
	singleClass() {} //构造函数属性设置为私有
 
    singleClass(const singleClass & sc) {} //拷贝构造函数也需要设置为私有
};
singleClass* singleClass::instance=nullptr;//初始化静态变量

//线程安全的懒汉模式
class lhsingleClass {
public:
	
	static lhsingleClass* getinstance()
	{//双重锁模式
		if (instance == nullptr)
		{//先判断是否为空，如果为空则进入，不为空说明已经存在实例，直接返回
            //进入后加锁
			i_mutex.lock();
			if (instance == nullptr)
			{//再判断一次，确保不会因为加锁期间多个线程同时进入
				instance = new lhsingleClass();
			}
			i_mutex.unlock();//解锁
		}
		return instance;
	}
private:
    static lhsingleClass* instance;
	static mutex i_mutex;//锁
	lhsingleClass(){}
    lhsingleClass(const lhsingleClass& sc) {}//拷贝构造函数也需要设置为私有
};
lhsingleClass* lhsingleClass::instance=nullptr;
mutex lhsingleClass::i_mutex;//类外初始化

饿汉模式实现代码

//饿汉模式：不管用不用得到，都构造出来。本身就是线程安全的
class ehsingleClass {
public:
	static ehsingleClass* getinstance()
	{
		return instance;
	}
 
private:
    static ehsingleClass* instance;//静态成员变量必须类外初始化，只有一个
	ehsingleClass() {}
};
ehsingleClass* ehsingleClass::instance = new ehsingleClass();
//类外定义，main开始执行前，该对象就存在了