C++设计模式5--单例模式Singleton--当前对象只有一个实例

发布网友发布时间：2024-09-27 08:48

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热心网友时间：2024-10-25 23:13

单例模式是一种确保类只有一个实例并提供全局访问点的设计模式，对资源管理有显著优势。以下是关于单例模式的详细阐述和实现方式：

单例模式的核心目标是*一个类的实例数，确保只有一个实例存在，并且这个实例对外是可见且易于获取的。GOF的《设计模式》中提到，它需要确保类的构造函数私有，且仅通过静态方法创建或获取实例。实现时，关键点包括：私有化构造函数，定义一个静态的私有对象，以及提供一个静态函数获取这个唯一实例。

具体实现上，首先创建一个私有构造函数，防止外部直接实例化；然后定义一个静态成员变量存储唯一实例，这个变量在类外通过静态函数访问。值得注意的是，单例模式下，赋值构造函数和拷贝构造函数需声明为私有，以防止意外的复制行为，返回值通常是引用而非指针以避免意外删除。

最简单的实现方式是，使用静态成员变量和一个获取实例的静态函数。然而，这在多线程环境中可能导致并发问题，因此需要引入“双检锁”机制确保线程安全。在大数据场景下，频繁的加锁操作可能成为性能瓶颈，这时可以考虑外部实例化，通过静态成员函数返回指向单例对象的指针，而非直接实例化。

尽管大部分情况下，静态析构函数可以处理内存泄漏问题，但在某些情况下，如程序结束时自动析构静态成员变量，可能会造成资源未被正确释放。这时，通过设置静态成员类的析构函数来管理资源释放，可以避免程序员手动处理，确保资源的自动清理。