C++设计模式(单例模式)
一、介绍
1.动机
在软件系统中,经常有这样一些特殊的类,必须保证它们在系统中只存在一个实例,才能确保它们的逻辑正确性、以及良好的效率。
如何绕过常规的构造器,提供一种机制来保证一个类只有一个实例?
这应该是类设计者的责任,而不是使用者的责任。
2.定义
保证一个类仅有一个实例,并提供一个该实例的全局访问点。——GOF
3.结构图
4.要点总结
- Singleton模式中的实例构造器可以设置为protected以允许子类派生。
- Singleton模式一般不支持拷贝构造函数和Clone接口,因为这有可能导致多个对象实例,与Singleton模式的初衷违背。
- 如何实现多线程环境下安全的Singleton?注意对双检查锁的正确实现。
二、单例模式
1.概念
单例模式的核心在于类自身负责创建自己的唯一实例,并提供一个静态方法来获取这个实例,从而防止外部代码创建多个实例。
①单例模式的优点:
- 节省资源,避免频繁创建和销毁对象。
- 方便控制资源的使用。
- 维护数据的一致性。
②单例模式的缺点:
- 在多线程环境下,需要考虑线程安全问题。
- 若使用锁机制可能会影响性能。
2.实现要点
单例模式的实现要点:
- 私有化构造函数:防止在外部通过构造函数直接创建对象。
- 禁用拷贝构造和赋值运算符:防止通过拷贝构造和赋值操作创建多个对象。
- 静态变量:存储类的唯一实例。
- 公有静态方法:提供一个全局访问点来获取这个实例。
单例模式分为饿汉式和懒汉式。
3.饿汉式
在程序启动时立即创建实例,因此本身是线程安全的。但无论是否使用实例,都会立即创建,可能导致资源浪费。
饿汉式单例:
class Singleton {
private:static Singleton* pSingleton;Singleton() {cout << "Singleton()" << endl;}~Singleton() {cout << "~Singleton()" << endl;}public:Singleton(const Singleton&) = delete; //禁用拷贝构造函数Singleton& operator=(const Singleton&) = delete; //禁用赋值运算符static Singleton* getInstance() {return pSingleton;}static void deleteInstance() { //用于删除实例cout << "deleteInstance()" << endl;if (pSingleton) {delete pSingleton;pSingleton = nullptr;}}
};
Singleton* Singleton::pSingleton = new Singleton();
//直接创建实例
测试:
Singleton* s1 = Singleton::getInstance();
Singleton* s2 = Singleton::getInstance();
cout << s1 << endl;
cout << s2 << endl;
Singleton::deleteInstance();
4.懒汉式
程序启动时实例并不存在,只有在需要使用时才会创建实例,这种方式要考虑线程安全的问题。
①使用静态局部变量实现懒汉式单例
class Singleton {
private:Singleton() {cout << "Singleton()" << endl;}~Singleton() {cout << "~Singleton()" << endl;}public:static Singleton* getInstance() {static Singleton instance; //静态局部变量return &instance;}Singleton(const Singleton&) = delete;Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;};
静态局部变量存储在静态存储区,只在当前函数内有效,其它函数无法访问。
静态局部变量只在第一次调用时初始化,生命周期从第一次初始化开始,到程序结束为止。
②使用双检查锁实现懒汉式单例
class Singleton {
private:static mutex mtx; //互斥锁static atomic<shared_ptr<Singleton>> pSingleton; //原子智能指针Singleton() {cout << "Singleton()" << endl;}public:~Singleton() { //设置为公有,智能指针要调用cout << "~Singleton()" << endl;}Singleton(const Singleton&) = delete;Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;static shared_ptr<Singleton> getInstance() {shared_ptr<Singleton> ptr = pSingleton.load(); //读取if (!ptr) { //第一次检查unique_lock<mutex> amtx(mtx);ptr = pSingleton.load(); //读取if (!ptr) { //第二次检查ptr = shared_ptr<Singleton>(new Singleton);pSingleton.store(ptr); //存储}}return ptr;}
};
mutex Singleton::mtx;
atomic<shared_ptr<Singleton>> Singleton::pSingleton = nullptr;
atomic的load和store成员函数用于以原子方式读取和存储原子变量。它们可以接受一个memory_order参数,该参数用于指定在内存模型中操作的内存顺序。如果不提供则会默认使用memory_order_seq_cst,这是最严格的内存顺序,它保证了读取操作的顺序性和内存可见性。
③使用call_once实现懒汉式单例
class Singleton {
private:static once_flag flag; //用于标记static shared_ptr<Singleton> pSingleton; //智能指针Singleton() {cout << "Singleton()" << endl;}public:~Singleton() { //设置为公有,智能指针要调用cout << "~Singleton()" << endl;}Singleton(const Singleton&) = delete;Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;static shared_ptr<Singleton> getInstance() {call_once(flag, [] { //最多调用一次pSingleton = shared_ptr<Singleton>(new Singleton);});return pSingleton;}
};
once_flag Singleton::flag;
shared_ptr<Singleton> Singleton::pSingleton = nullptr;
call_once可以让函数或代码块在多线程环境中最多只被执行一次。
相关文章:

C++设计模式(单例模式)
一、介绍 1.动机 在软件系统中,经常有这样一些特殊的类,必须保证它们在系统中只存在一个实例,才能确保它们的逻辑正确性、以及良好的效率。 如何绕过常规的构造器,提供一种机制来保证一个类只有一个实例? 这应该是类设计者的…...

前端---CSS(部分用法)
HTML画页面--》这个页面就是页面上需要的元素罗列起来,但是页面效果很差,不好看,为了让页面好看,为了修饰页面---》CSS CSS的作用:修饰HTML页面 用了CSS之后,样式和元素本身做到了分离的效果。---》降低了代…...

2024年最新版Java八股文复习
最新版本Java八股文复习,每天更新一篇,博主正在持续努力更新中~~~ 一、Java基础篇1、怎么理解面向对象?简单说说封装、继承、多态三大特性?2、多态体现在哪几个方面?3、面向对象的设计原则你知道有哪些吗?4…...

计算机毕业设计Hadoop+Spark音乐推荐系统 音乐预测系统 音乐可视化大屏 音乐爬虫 HDFS hive数据仓库 机器学习 深度学习 大数据毕业设计
温馨提示:文末有 CSDN 平台官方提供的学长联系方式的名片! 温馨提示:文末有 CSDN 平台官方提供的学长联系方式的名片! 温馨提示:文末有 CSDN 平台官方提供的学长联系方式的名片! 作者简介:Java领…...

MyBatis高级扩展
一、Mapper批量映射优化: 1.需求: Mapper 配置文件很多时,在全局配置文件中一个一个注册太麻烦,希望有一个办法能够一劳永逸 2.配置方式: Mybatis允许在指定Mapper映射文件时,只指定其所在的包: <mappers><package name"c…...

代码美学2:MATLAB制作渐变色
效果: %代码美学:MATLAB制作渐变色 % 创建一个10x10的矩阵来表示热力图的数据 data reshape(1:100, [10, 10]);% 创建热力图 figure; imagesc(data);% 设置颜色映射为“cool” colormap(cool);% 在热力图上添加边框 axis on; grid on;% 设置热力图的颜色…...

浅谈- “ 变量中 无符号 与 有符号 的 值转换 ”
在同一个表达式中,若同时出现 无符号变量 与 有符号变量 : 1、都转换为无符号类型:(注:2^324294967296)即unsigned int 的最大值 2、然后再运行表达式 实例: #include <stdio.h>char fun(…...

【AI绘画】Midjourney进阶:色调详解(上)
博客主页: [小ᶻ☡꙳ᵃⁱᵍᶜ꙳] 本文专栏: AI绘画 | Midjourney 文章目录 💯前言💯Midjourney中的色彩控制为什么要控制色彩?为什么要在Midjourney中控制色彩? 💯色调白色调淡色调明色调 💯…...

代码管理之Gitlab
文章目录 Git基础概述场景本地修改未提交,拉取远程代码修改提交本地,远程已有新提交 GitIDEA引入Git拉取仓库代码最后位置 Git基础 概述 workspace 工作区:本地电脑上看到的目录; repository 本地仓库:就是工作区中隐…...

防御网络攻击的创新策略
关键要点 ● 了解各种类型的网络攻击对于组织加强防御至关重要。 ● 制定敏捷的网络安全策略可帮助企业快速应对新出现的威胁。 ● 跨行业协作和威胁情报共享可以增强整体安全性。 网络攻击威胁日益严重 网络攻击的数量和复杂程度急剧增加,对全球组织构成了重大…...
C++软件设计模式之组合模式概述
组合模式(Composite Pattern)是C软件设计模式中的一种,主要用于解决对象的层次结构问题。它允许你将对象组合成树形结构来表示“部分-整体”的层次结构,使得客户端可以统一地处理单个对象和组合对象。 主要用于解决的问题&#x…...
利用HTML5和CSS来实现一个漂亮的表格样式
利用HTML5和CSS来实现一个漂亮的表格样式 第一步:创建HTML结构第二步:添加CSS样式第三步:响应式设计第四步:加入交互效果 第一步:创建HTML结构 我们将用HTML创建一个基本的表格结构。代码如下: <!DOCT…...

Vivado程序固化到Flash
在上板调试FPGA时,通常使用JTAG接口下载程序到FPGA芯片中,FPGA本身是基于RAM工艺的器件,因此掉电后会丢失芯片内的程序,需要重新烧写程序。但是当程序需要投入使用时不能每一次都使用JTAG接口下载程序,一般FPGA的外围会…...

HCIA笔记3--TCP-UDP-交换机工作原理
1. tcp协议 可靠的连接 1.1 报文格式 1.2 三次握手 1.3 四次挥手 为什么TIME_WAIT需要2MSL的等待时间? (a) 为了实现可靠的关闭 (b)为了让过期的报文在网络上消失 对于(a), 假设host发给server的last ack丢了。 ser…...
计算机网络的功能
目录 信息交换 资源共享 分布式处理 可靠性增强 集中管理 信息交换 计算机网络最基本的功能之一是允许不同设备之间的数据通信。这包括电子邮件的发送和接收、即时消息的传递、文件传输等。通过网络,用户可以轻松地与全球各地的其他人进行沟通和协作。 信息交…...

Redis设计与实现第14章 -- 服务器 总结(命令执行器 serverCron函数 初始化)
14.1 命令请求的执行过程 一个命令请求从发送到获得回复的过程中,客户端和服务器都需要完成一系列操作。 14.1.1 发送命令请求 当用户在客户端中输入一个命令请求的时候,客户端会把这个命令请求转换为协议格式,然后通过连接到服务器的套接字…...

多输入多输出 | Matlab实现TCN-GRU时间卷积神经网络结合门控循环单元多输入多输出预测
多输入多输出 | Matlab实现TCN-GRU时间卷积神经网络结合门控循环单元多输入多输出预测 目录 多输入多输出 | Matlab实现TCN-GRU时间卷积神经网络结合门控循环单元多输入多输出预测预测效果基本介绍程序设计参考资料 预测效果 基本介绍 多输入多输出 | Matlab实现TCN-GRU时间卷积…...

windows安全中心,永久卸载工具分享
使用方法 2024Goby红队版工具分享,附2024年漏洞POC下载 下载链接: https://pan.quark.cn/s/4fc2712a2afc一路回车,选项Y即可 耐心等待几秒种,自动重启 此时打开windows安全中心,已经完全不能使用了,响应…...

《安富莱嵌入式周报》第346期:开源2GHz带宽,12bit分辨率,3.2Gsps采样率示波,开源固件安全分析器, 开源口袋电源,开源健康测量,FreeCAD
周报汇总地址:嵌入式周报 - uCOS & uCGUI & emWin & embOS & TouchGFX & ThreadX - 硬汉嵌入式论坛 - Powered by Discuz! 视频: https://www.bilibili.com/video/BV1TYBhYKECK/ 《安富莱嵌入式周报》第346期:开源2GHz带…...

Apache OFBiz xmlrpc XXE漏洞(CVE-2018-8033)
目录 1、漏洞描述 2、EXP下载地址 3、EXP利用 1、漏洞描述 Apache OFBiz是一套企业资源计划(ERP)系统。它提供了广泛的功能,包括销售、采购、库存、财务、CRM等。 Apache OFBiz还具有灵活的架构和可扩展性,允许用户根据业务需求…...

XML Group端口详解
在XML数据映射过程中,经常需要对数据进行分组聚合操作。例如,当处理包含多个物料明细的XML文件时,可能需要将相同物料号的明细归为一组,或对相同物料号的数量进行求和计算。传统实现方式通常需要编写脚本代码,增加了开…...
在HarmonyOS ArkTS ArkUI-X 5.0及以上版本中,手势开发全攻略:
在 HarmonyOS 应用开发中,手势交互是连接用户与设备的核心纽带。ArkTS 框架提供了丰富的手势处理能力,既支持点击、长按、拖拽等基础单一手势的精细控制,也能通过多种绑定策略解决父子组件的手势竞争问题。本文将结合官方开发文档,…...

CentOS下的分布式内存计算Spark环境部署
一、Spark 核心架构与应用场景 1.1 分布式计算引擎的核心优势 Spark 是基于内存的分布式计算框架,相比 MapReduce 具有以下核心优势: 内存计算:数据可常驻内存,迭代计算性能提升 10-100 倍(文档段落:3-79…...
Python爬虫(二):爬虫完整流程
爬虫完整流程详解(7大核心步骤实战技巧) 一、爬虫完整工作流程 以下是爬虫开发的完整流程,我将结合具体技术点和实战经验展开说明: 1. 目标分析与前期准备 网站技术分析: 使用浏览器开发者工具(F12&…...
css的定位(position)详解:相对定位 绝对定位 固定定位
在 CSS 中,元素的定位通过 position 属性控制,共有 5 种定位模式:static(静态定位)、relative(相对定位)、absolute(绝对定位)、fixed(固定定位)和…...
MySQL中【正则表达式】用法
MySQL 中正则表达式通过 REGEXP 或 RLIKE 操作符实现(两者等价),用于在 WHERE 子句中进行复杂的字符串模式匹配。以下是核心用法和示例: 一、基础语法 SELECT column_name FROM table_name WHERE column_name REGEXP pattern; …...

SpringCloudGateway 自定义局部过滤器
场景: 将所有请求转化为同一路径请求(方便穿网配置)在请求头内标识原来路径,然后在将请求分发给不同服务 AllToOneGatewayFilterFactory import lombok.Getter; import lombok.Setter; import lombok.extern.slf4j.Slf4j; impor…...

【开发技术】.Net使用FFmpeg视频特定帧上绘制内容
目录 一、目的 二、解决方案 2.1 什么是FFmpeg 2.2 FFmpeg主要功能 2.3 使用Xabe.FFmpeg调用FFmpeg功能 2.4 使用 FFmpeg 的 drawbox 滤镜来绘制 ROI 三、总结 一、目的 当前市场上有很多目标检测智能识别的相关算法,当前调用一个医疗行业的AI识别算法后返回…...

GC1808高性能24位立体声音频ADC芯片解析
1. 芯片概述 GC1808是一款24位立体声音频模数转换器(ADC),支持8kHz~96kHz采样率,集成Δ-Σ调制器、数字抗混叠滤波器和高通滤波器,适用于高保真音频采集场景。 2. 核心特性 高精度:24位分辨率,…...

C++使用 new 来创建动态数组
问题: 不能使用变量定义数组大小 原因: 这是因为数组在内存中是连续存储的,编译器需要在编译阶段就确定数组的大小,以便正确地分配内存空间。如果允许使用变量来定义数组的大小,那么编译器就无法在编译时确定数组的大…...