C++單例類(lèi)模板詳解

更新時(shí)間：2019年03月23日 16:30:56 作者：NQian

這篇文章主要介紹了C++單例類(lèi)模板，文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

單例類(lèi)

描述

指在整個(gè)系統(tǒng)生命期中,一個(gè)類(lèi)最多只能有一個(gè)實(shí)例(instance)存在,使得該實(shí)例的唯一性(實(shí)例是指一個(gè)對(duì)象指針) , 比如:統(tǒng)計(jì)在線(xiàn)人數(shù)

在單例類(lèi)里,又分為了懶漢式和餓漢式,它們的區(qū)別在于創(chuàng)建實(shí)例的時(shí)間不同:

懶漢式 : 指代碼運(yùn)行后,實(shí)例并不存在,只有當(dāng)需要時(shí),才去創(chuàng)建實(shí)例(適用于單線(xiàn)程)
餓漢式 : 指代碼一運(yùn)行,實(shí)例已經(jīng)存在,當(dāng)時(shí)需要時(shí),直接去調(diào)用即可(適用于多線(xiàn)程)

用法

將構(gòu)造函數(shù)的訪問(wèn)屬性設(shè)置為private,
提供一個(gè)GetInstance()靜態(tài)成員函數(shù),只能供用戶(hù)訪問(wèn)唯一一個(gè)實(shí)例.
定義一個(gè)靜態(tài)成員指針,用來(lái)供用戶(hù)獲取
重載 (=)賦值操作符以及拷貝構(gòu)造函數(shù),并設(shè)為private, 避免對(duì)象間拷貝,復(fù)制.

初探單例類(lèi)-懶漢式:

#include <iostream>
using namespace std; 

class CSingleton
{
private:
    static CSingleton* m_pInstance;

    CSingleton()     //構(gòu)造函數(shù)為private
    {
    } 

    CSingleton& operator = (const CSingleton& t);
    CSingleton(const CSingleton &);
public:
    static CSingleton* getInstance()
    {
       if(m_pInstance==NULL)
           m_pInstance= new CSingleton(); 
      
        return m_pInstance;
    }

    void print()
    {
      cout<<this<<endl;   
    }
};

CSingleton* CSingleton::m_pInstance = NULL;

int main()
{
    CSingleton *p1=CSingleton::getInstance();
    CSingleton *p2=CSingleton::getInstance(); 
    CSingleton *p3=CSingleton::getInstance();

    p1->print();
    p2->print();
    p3->print();

　　　　return 0;
}

運(yùn)行打印:

0x6e2d18
0x6e2d18
0x6e2d18

從打印結(jié)果可以看出,該指針對(duì)象指向的都是同一個(gè)地址,實(shí)現(xiàn)了一個(gè)類(lèi)最多只能有一個(gè)實(shí)例(instance)存在.

注意:由于實(shí)例(instance),在系統(tǒng)生命期中,都是存在的,所以只要系統(tǒng)還在運(yùn)行,就不需要delete

上面的懶漢式如果在多線(xiàn)程情況下 ,多個(gè)Csingleton指針對(duì)象同時(shí)調(diào)用getInstance()成員函數(shù)時(shí),由于m_pInstance = NULL,就會(huì)創(chuàng)建多個(gè)實(shí)例出來(lái).

所以,在多線(xiàn)程情況下,需要使用餓漢實(shí)現(xiàn)

代碼如下:

class CSingleton
{
private:

    static CSingleton* m_pInstance;

    CSingleton()     //構(gòu)造函數(shù)為private
    {
    }       

    CSingleton& operator = (const CSingleton& t);
    CSingleton(const CSingleton &); 

public:
    static CSingleton* getInstance()
    { 
        return m_pInstance;
    }
};

CSingleton* CSingleton::m_pInstance = new CSingleton;

單例類(lèi)模板

我們現(xiàn)在講解的僅僅是個(gè)框架,里面什么都沒(méi)有,不能滿(mǎn)足需求啊,所以還要寫(xiě)為單例類(lèi)模板頭文件,當(dāng)需要單例類(lèi)時(shí),直接聲明單例類(lèi)模板頭文件即可

寫(xiě)CSingleton.h

#ifndef _SINGLETON_H_
#define _SINGLETON_H_

template <typename T>
class CSingleton
{
private:
    static T* m_pInstance;

    CSingleton()     //構(gòu)造函數(shù)為private
    {   
　　　　 }    
    
public:
    static T* getInstance()
    {  
        return m_pInstance;
    }
};

template <typename T>
T* CSingleton<T> :: m_pInstance = new T;

#endif

當(dāng)我們需要這個(gè)單例類(lèi)模板時(shí),只需要在自己類(lèi)里通過(guò)friend添加為友元即可,

接下來(lái)試驗(yàn)單例類(lèi)模板

寫(xiě)main.cpp

#include <iostream>
#include <string>
#include "CSingleton.h"

using namespace std;

class Test
{
    friend class CSingleton<Test> ; //聲明Test的友元為單例類(lèi)模板
private:  
    string mstr;

    Test(): mstr("abc")
    {
    }

    Test& operator = (const Test& t);
    Test(const Test&);

public:  
    void Setmstr(string t)
　　　　{
     mstr=t;
　　　　}

    void print()
    {
    cout<<"mstr = "<<mstr<<endl;
    cout<<"this = "<<this<<endl;
    }
};

int main()
{
    Test *pt1 = CSingleton<Test>::getInstance();
    Test *pt2 = CSingleton<Test>::getInstance();  

    pt1->print();
    pt2->print();

    pt1->Setmstr("ABCDEFG");
    pt2->print();

    return 0;
}