单例模式
需求的提出
在架构设计时,某些类在整个系统生命周期中最多只能有一个对象存在(Single Instance)
如何定义一个类,使得这个类最多只能创建一个对象?明确创建一个对象,必然会调用构造函数。
要控制类的对象数目,必须对外隐藏构造函数
思路:
-将构造函数的访问属性设置为private
-定义instance并初始化为NULL
-当需要使用对象时,访问instance的值
.空值:创建对象,并用instance标记
.非空值:返回instance标记的对象
单例模式初探:
#include <iostream> using namespace std; class SObject { static SObject* c_instance; //声明一个静态成员变量,还需要在类外对其定义。 SObject(const SObject&); SObject& operator = (const SObject& ); SObject() { } public: static SObject* GetInstance();//使用一个静态成员函数,让其返回对象 void print() { cout << "this = " << this << endl; } }; SObject* SObject:: c_instance = NULL; SObject* SObject::GetInstance() { if(c_instance == NULL) { c_instance = new SObject(); } } int main() { SObject* s = SObject::GetInstance(); SObject* s1 = SObject::GetInstance(); SObject* s2 = SObject::GetInstance(); s->print(); s1->print(); s2->print(); return 0; }
打印结果是相同的,说明三个指针指向了同一个对象。注意单例模式中是不需要释放对象的
存在的问题(只是不够完美,下面要做的仅仅是锦上添花的事情)
-需要使用单例模式时:
必须定义静态变量c_instance
必须定义静态成员函数GetInstance()
解决方案:
将单例模式相关的代码抽取出来,开发单例类模板。当需要单例类时,直接使用单例类模板。
#ifndef _SINGLETON_H_ #define _SINGLETON_H_ template < typename T > class Singleton { static T* c_instance; public: static T* GetInstance(); }; template < typename T > T* Singleton<T>::c_instance = NULL; template < typename T > T* Singleton<T>::GetInstance() { if( c_instance == NULL ) { c_instance = new T(); } return c_instance; } #endif
#include <iostream> #include <string> #include "Singleton.h" using namespace std; class SObject { friend class Singleton<SObject>; // 当前类需要使用单例模式,因为在GetInstance函数中会调用SObject的构造函数,而它的构造函数是私有的,所以将Singleon声明为SObject的友元 SObject(const SObject&); SObject& operator= (const SObject&); SObject() { } public: void print() { cout << "this = " << this << endl; } }; int main() { SObject* s = Singleton<SObject>::GetInstance(); SObject* s1 = Singleton<SObject>::GetInstance(); SObject* s2 = Singleton<SObject>::GetInstance(); s->print(); s1->print(); s2->print(); return 0; }