C++学习笔记之 单例模式

单例模式

附：设计模式教程

上面的教程来自C语言中文网，网址：http://m.biancheng.net/design_pattern/

目录

• 单例模式
  • 静态成员变量
  • 静态成员函数
  • 单例模式
    • 单例模式-主席类
  • 成员变量和成员函数分开储存

静态成员变量

在类的定义中，它的成员（包括成员变量和成员函数），这些成员可以用关键字static修饰，声明为静态的，叫做静态成员
不管类创建了多少个对象，静态成员只有一个拷贝，这个拷贝被所有属于这个类的对象共享

#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

// 静态成员变量

// 1. 所有变量共享同一份静态成员
// 2. 在编译阶段就分配了内存
// 3. 必须在类内声明，类外初始化

class Person
{
public:
    Person()
    {
        // m_Age = 13; // 不要在构造函数给静态成员变量初始化，已经晚了
    }

    Person(const Person &p)
    {
        cout << "Person的拷贝构造函数调用" << endl;
    }

    ~Person()
    {
        cout <<  "Person的析构函数调用" << endl;
    }

    static int m_Age;
};

int Person::m_Age = 13; // 类外初始化

// 基本语法
void test01()
{
    Person p1;
    cout << "p1.m_Age = " << p1.m_Age << endl;
    Person p2;
    p2.m_Age = 14;
    cout << "p1.m_Age = " << p1.m_Age << endl;
}

void test02()
{
    cout << endl;
    // 访问方式
    // 通过对象访问
    Person p;
    cout << "p.m_Age = " << p.m_Age << endl;

    // 通过类名访问
    cout << "Person.m_Age = " << Person::m_Age << endl;
}

int main()
{
    test01();
    test02();

    return EXIT_SUCCESS;
}

p1.m_Age = 13
p1.m_Age = 14
Person的析构函数调用
Person的析构函数调用

p.m_Age = 14
Person.m_Age = 14
Person的析构函数调用

注意：静态成员变量也是有访问权限的

静态成员函数

#include <iostream>

using namespace std;

class Person
{
public:

    static void func()
    {
        m_A = 1000;
        // m_B = 1000; 非静态成员变量无法修改
    }
}

int main()
{
    Person p;
    p.func();

    return 0;
}

单例模式

一个类只有一个实例，且该类能自行创建这个实例的一种模式

单例模式-主席类

#include <iostream>

using namespace std;

class ChairMan
{
// 防止创建多个主席对象，将构造函数私有化
private:
    ChairMan()
    {
        cout << "主席类的创建" << endl;
    }

public:
    // 在类中 声明主席的指针 在类外初始化主席对象
    static ChairMan *singleMan;

    // 提供对外接口 获取主席指针 而且是只读状态
    static ChairMan *getInstance()
    {
        return singleMan;
    }
};

ChairMan *ChairMan::singleMan = new ChairMan;

void test01()
{
    // 找到主席对象
    ChairMan *c1 = ChairMan::getInstance();
    ChairMan *c2 = ChairMan::singleMan;

    if (c1 == c2)
    {
        cout << "c1 == c2" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "c1 != c2" << endl;
    }

    // ChairMan::getInstance() = nullptr; // error: lvalue required as left operand of assignment
}

int main()
{
    cout << "main函数调用" << endl;
    test01();

    return 0;
}

主席类的创建
main函数调用
c1 == c2

注：nullptr是C++中的NULL

成员变量和成员函数分开储存

#include <iostream>
#include <cstdlib>

using namespace std;

class Person1
{
public:
};

class Person2
{
public:
    int a;
};

class Person3
{
public:
    static int a;
};

int Person3::a = 10;

void test01()
{
    // 通过空类也可以实例化对象，每个对象都有独一无二的内存
    cout << "sizeof = " << sizeof(Person1) << endl;

    // 非静态成员属于类的对象上
    cout << "sizeof = " << sizeof(Person2) << endl;
    // 静态成员不属于类的对象上
    cout << "sizeof = " << sizeof(Person3) << endl;
}

int main()
{
    test01();

    return 0;
}

sizeof = 1
sizeof = 4
sizeof = 1

空类的大小是1