【C++】浅谈C++中的单例模式

蒟蒻

【什么是单例模式（By文心一言）】

单例模式是一种常用的软件设计模式，它保证了一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。这种模式通常用于需要对资源或状态进行共享的情况，可以避免创建过多的对象，从而节省系统资源，提高性能。

单例模式的核心要点是确保一个类只有一个实例，并且该实例易于全局访问。为了实现单例模式，通常需要采取一些措施，包括：

• 构造函数私有化：将构造函数私有化，防止从类外部创建实例。
• 提供一个全局访问点：提供一个全局访问点，使得外部代码可以通过这个访问点获取单例实例。
• 双重检查锁定：在多线程环境下，需要采取措施确保只有一个线程能够创建实例，这通常通过双重检查锁定来实现。
  

单例模式的应用场景包括：

• 需要对资源或状态进行共享的情况：例如，如果有一个全局的配置对象，可以通过单例模式实现全局访问。
• 需要控制实例创建的情况：例如，如果某个对象的创建成本很高，可以通过单例模式限制该对象的创建数量。
• 需要确保对象唯一性的情况：例如，如果需要将某个对象作为消息代理传递给其他对象，可以通过单例模式确保该对象的唯一性。
  

需要注意的是，单例模式也有一些潜在的问题和陷阱。例如，单例对象在应用程序启动时就已经创建，如果这个对象没有正确的生命周期管理，可能会导致内存泄漏。此外，在多线程环境下，如果没有采取正确的线程同步措施，可能会导致并发问题。因此，在使用单例模式时需要注意这些问题，并采取相应的措施进行解决。

总结：单例模式只能创建一个实例（不管多少个对象都指向一个实例），不会造成空间上的浪费

【代码示例（自己写的嗷）】

[C++] 纯文本查看 复制代码

#include <iostream>

class Sample {
private:  
    static Sample *instance;
    Sample() {} // 私有构造函数，不能在外部创建对象
public:  
    static Sample* getInstance()
    {  
        if (instance == nullptr) {  
            instance = new Sample();  
        }  
        return instance;  
    }  
};  
  
Sample* Sample::instance = nullptr; // 静态成员变量初始化，如果内部初始化必须为const，显然不现实  
  
int main()
{  
    Sample* singleton1 = Sample::getInstance();
    Sample* singleton2 = Sample::getInstance();

    if (singleton1 == singleton2) {  
        std::cout << "同一个实例" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "不同的实例" << std::endl;  
    }  
  
    return 0;  
}

由于没有重载==运算符，所以比较对象的方式是比较内存位置，而单例模式由于只有一个实例，所以指针指向同一个位置