C++单例类模板详解_C/C++

单例类

描述

指在整个系统生命期中,一个类最多只能有一个实例(instance)存在,使得该实例的唯一性(实例是指一个对象指针) , 比如:统计在线人数

在单例类里,又分为了懒汉式和饿汉式,它们的区别在于创建实例的时间不同:

懒汉式 : 指代码运行后,实例并不存在,只有当需要时,才去创建实例(适用于单线程)
饿汉式 : 指代码一运行,实例已经存在,当时需要时,直接去调用即可(适用于多线程)

用法

将构造函数的访问属性设置为private,
提供一个GetInstance()静态成员函数,只能供用户访问唯一一个实例.
定义一个静态成员指针,用来供用户获取
重载 (=)赋值操作符以及拷贝构造函数,并设为private, 避免对象间拷贝,复制.

初探单例类-懒汉式:

				?

									#include <iostream>

									using namespace std; 

									class CSingleton

									{

									private:

									    static CSingleton* m_pInstance;

									    CSingleton()     //构造函数为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;

									}

运行打印:

0x6e2d18
0x6e2d18
0x6e2d18

从打印结果可以看出,该指针对象指向的都是同一个地址,实现了一个类最多只能有一个实例(instance)存在.

注意:由于实例(instance),在系统生命期中,都是存在的,所以只要系统还在运行,就不需要delete

上面的懒汉式如果在多线程情况下 ,多个Csingleton指针对象同时调用getInstance()成员函数时,由于m_pInstance = NULL,就会创建多个实例出来.

所以,在多线程情况下,需要使用饿汉实现

代码如下:

				?

									class CSingleton

									{

									private:

									    static CSingleton* m_pInstance;

									    CSingleton()     //构造函数为private

									    {

									    }       

									    CSingleton& operator = (const CSingleton& t);

									    CSingleton(const CSingleton &); 

									public:

									    static CSingleton* getInstance()

									    { 

									        return m_pInstance;

									    }

									};

									CSingleton* CSingleton::m_pInstance = new CSingleton;

单例类模板

我们现在讲解的仅仅是个框架,里面什么都没有,不能满足需求啊,所以还要写为单例类模板头文件,当需要单例类时,直接声明单例类模板头文件即可

写CSingleton.h

				?

									#ifndef _SINGLETON_H_

									#define _SINGLETON_H_

									template <typename T>

									class CSingleton

									{

									private:

									    static T* m_pInstance;

									    CSingleton()     //构造函数为private

									    {   

									　　　　 }    

									public:

									    static T* getInstance()

									    {  

									        return m_pInstance;

									    }

									};

									template <typename T>

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

									#endif

当我们需要这个单例类模板时,只需要在自己类里通过friend添加为友元即可,

接下来试验单例类模板

写main.cpp

				?

									#include <iostream>

									#include <string>

									#include "CSingleton.h"

									using namespace std;

									class Test

									{

									    friend class CSingleton<Test> ; //声明Test的友元为单例类模板

									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;

									}