【C/C++语言系列】实现单例模式

1.单例模式概念

定义：单例模式是一种常见的设计模式，它可以保证系统中一个类只有一个实例，而且该实例易于外界访问（一个类一个对象，共享这个对象）。
条件：

1. 只有1个对象
2. 易于外界访问
3. 共享这个对象

使用情况：如果希望某个类只有一个对象，就可以使用单例模式。
**案例：**windows的任务管理器，可以重复打开，但是只会出现一个

2.代码分步骤编写

class Person{};void test(){Person p1;Person p2;Person p3 = new Person;
}

正常代码框架如上所示，这样这个类就不止一个对象的，所以第一步：

1. 将默认构造函数私有化：防止创建多个对象

class Person{
private:Person(){};
};void test(){//Person p1;   //默认构造函数私有化，都不能创建了//Person p2;//Person* p3 = new Person;  
}

但是这样一个对象都没有了

2. 只要拿到一个对象的指针即可，这个指针指向唯一的对象

class Person{
private:Person(){};
public:   //这个指针容易外界访问static Person* person;  //唯一（静态）的对象指针
};
Person* Person::person = new Person;   //静态变量实现（类内不管权限都能调用构造函数）
void test(){Person* c1 = Person::person;  //c1 == c2,它们指向相同Person* c2 = Person::person;
}

但是会出现一个问题：

c1 = NULL; //或者
Person::person = NULL;

那么这个类就访问不到了，因为权限太高，可以使用get、set方法。

3. 将唯一的指针私有化，提供只读方法（不提供set方法）

class Person{
public:static Person* getInstance(){   //静态成员函数get方法（只能类去访问）return person;}
private:Person(){};
private:   //改为私有static Person* person;  //唯一（静态）的对象指针
};
Person* Person::person = new Person;   //静态变量实现
void test(){Person* p1 = Person::getInstance();Person* p2 = Person::getInstance();
}

但会出现以下问题：

Person* p3 = new Person(*p1); //拷贝构造，p3 != P1产生了新的对象

4. 将拷贝构造函数私有化

class Person{
public:static Person* getInstance(){   //静态成员函数get方法（只能类去访问）return person;}
private:Person(){};  //默认构造函数私有化Person(const Person&){}  //拷贝构造函数私有化
private:   //改为私有static Person* person;  //唯一（静态）的对象指针
};
Person* Person::person = new Person;   //静态变量实现
void test(){Person* p1 = Person::getInstance();  //p1 == p2Person* p2 = Person::getInstance();
}

总结

单例模式是一种常见的设计模式，我们需要掌握它，熟练了可以直接看最后一步的代码。一个补充，单例对象在main函数调用之前生成了（静态变量在编译阶段就分配了内存）