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單例模式是一種設計模式,它保證一個類別只有一個實例,並提供一個全局訪問點來訪問該實例。
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class Singleton
{
private:
static Singleton* instance;
private:
Singleton() {}
public:
static Singleton* getInstance()
{
if (instance == nullptr)
instance = new Singleton();
return instance;
}
};
Singleton* Singleton::instance = nullptr;
單例模式可以在以下情況中使用:
當需要保證一個類別只有一個實例並提供一個全局訪問點時。
當類別負責建立和管理其他資源,並希望只使用單個資源時。
當類別需要控制它的實例數量時。
單例模式有一個缺點,就是它不利於測試,因為無法對單例類別進行測試。
在 C++ 中實現單例模式通常有以下幾個步驟:
示例代碼如下:
class Singleton
{
private:
Singleton() {} // 私有構造函數
static Singleton* instance; // 私有靜態成員變量
public:
static Singleton* getInstance() // 公有靜態成員函數
{
if (!instance)
instance = new Singleton();
return instance;
}
~Singleton() // 析構函數
{
delete instance;
instance = nullptr;
}
};
Singleton* Singleton::instance = nullptr; // 初始化靜態成員變量
然而,這種實現方式存在一些問題:
在多執行緒環境下,可能會同時創建多個單例對象。
在執行時期加載的情況下,可能會創建多個單例對象的副本。
為了解決這些問題,可以使用 C++11 的 std::once_flag 和 std::call_once
如何使用 可以参考这篇文章
C++ 设计模式:单例模式 >C++11 的 std::once_flag 和 std::call_once
例子中,Singleton 类的構造函數被設置為私有的,這意味着只能在類的內部創建實例。取而代之的是,類提供了一個公共的靜態函數 getInstance(),用於返回單例對象的實例。在第一次調用 getInstance() 時,類會創建單例對象的實例,並在隨后的調用中返回相同的實例。
通常,單例類的實例也會被定義為靜態的,這意味着它在整個程序的生命週期中都有效。
#includeclass Singleton
{
private:
static Singleton* instance;
Singleton() {} // 私有的構造函數
public:
static Singleton* getInstance()
{
if (!instance)
instance = new Singleton();
return instance;
}
};
Singleton* Singleton::instance = nullptr;
int main()
{
Singleton* s1 = Singleton::getInstance();
Singleton* s2 = Singleton::getInstance();
std::cout<< std::hex<< s1<< std::endl;
std::cout<< std::hex<< s2<< std::endl;
return 0;
}
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