C++单例模板类，继承及使用

前言：

单例模式可以参考如下文章：

我的设计模式，单例模式的设计和实现

c++ 单例模式的模板类 - 川野散人 - 博客园

1.为什么需要单例模板类？

场景问题：

如果需要100个单例类就需要设计100个单例模式，代码重复且冗余，不利于扩展。

单例模板类可以实现单例模式的基础功能，普通类继承它之后，就拥有单例的特性。

2.单例模板类需要具备哪些特质？如何设计？

单例模板类需要具备哪些特质？

• 单例模板类的构造函数应该是protected的？（子类要拥有创建父类的权限，但是不能是pubic，如果是public就丧失单例特性）
• 单例模板类的析构函数应该是protected的？（子类要拥有析构父类的权限，但是不能是pubic，会重复析构）
• 单例模板不能使用拷贝构造
• 单例模板不能使用拷贝赋值
• 单例模板应提供实例的public方法

设计代码如下：

template<typename T>
class Singleton
{
protected:Singleton(){std::cout << "Singleton()!" << std::endl;}~Singleton(){std::cout << "~Singleton()!" << std::endl;}
public:static T& getInstance(){static std::mutex mtx;static std::unique_ptr<T> uniPtr;if (uniPtr == nullptr){mtx.lock();if (uniPtr == nullptr){uniPtr.reset(new T());}mtx.unlock();}return *uniPtr;}
private:Singleton(const Singleton& s) = delete;Singleton& operator = (const Singleton& s) = delete;
};

继承者应注意哪些？

• 继承者的构造函数应设为私有
• 继承者应设置单例模板类为友元（父类可以调用继承者私有构造函数）

class MySingleton :public Singleton<MySingleton>
{friend class Singleton<MySingleton>;
private:MySingleton() {std::cout << "MySingleton()!" << std::endl;}
public://unique_ptr需要权限销毁管理的对象~MySingleton() {std::cout << "~MySingleton()!" << std::endl;}
public:void MySingletonSay(){std::cout << "MySingletonSay : Hello World!" << std::endl;}
};

3.测试代码

int main()
{{MySingleton::getInstance().getInstance().MySingletonSay();}{MySingleton::getInstance().MySingletonSay();}
}

输出：

Singleton()!
MySingleton()!
MySingletonSay : Hello World!
MySingletonSay : Hello World!
~MySingleton()!
~Singleton()!

4.当我设置继承者析构函数为私有时，编译unique_ptr报错

class MySingleton :public Singleton<MySingleton>
{friend class Singleton<MySingleton>;
private:MySingleton() {std::cout << "MySingleton()!" << std::endl;}~MySingleton() {std::cout << "~MySingleton()!" << std::endl;}
public:void MySingletonSay(){std::cout << "MySingletonSay : Hello World!" << std::endl;}
};

5.继承者析构函数不显式声明，编译unique_ptr不报错，但析构不完全

class MySingleton :public Singleton<MySingleton>
{friend class Singleton<MySingleton>;
private:MySingleton() {std::cout << "MySingleton()!" << std::endl;}
public:void MySingletonSay(){std::cout << "MySingletonSay : Hello World!" << std::endl;}
};

• 输出

Singleton()!
MySingleton()!
MySingletonSay : Hello World!
MySingletonSay : Hello World!
~Singleton()!

6.继承者析构函数声明为public可能出现的问题举例

#include <iostream>
#include <memory>
#include <mutex>template<typename T>
class Singleton
{
protected:Singleton(){std::cout << "Singleton()!" << std::endl;}~Singleton(){std::cout << "~Singleton()!" << std::endl;}
public:static T& getInstance(){static std::mutex mtx;static std::unique_ptr<T> uniPtr;if (uniPtr == nullptr){mtx.lock();if (uniPtr == nullptr){uniPtr.reset(new T());}mtx.unlock();}return *uniPtr;}
private:Singleton(const Singleton& s) = delete;Singleton& operator = (const Singleton& s) = delete;
};class MySingleton :public Singleton<MySingleton>
{friend class Singleton<MySingleton>;
private:MySingleton() {std::cout << "MySingleton()!" << std::endl;}
public://unique_ptr需要权限销毁管理的对象~MySingleton() {std::cout << "~MySingleton()!" << std::endl;}
public:void MySingletonSay(){std::cout << "MySingletonSay : Hello World!" << std::endl;}
};int main()
{{MySingleton::getInstance().MySingletonSay();delete &MySingleton::getInstance();}std::cout << "end...................." << std::endl;
}

• 输出：出现了重复析构sos

Singleton()!
MySingleton()!
MySingletonSay : Hello World!
~MySingleton()!
~Singleton()!
end....................
~MySingleton()!
~Singleton()!

7.如上的问题怎么解决呢？欢迎观众大佬们留言