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单例模式
需求的提出 :
在架构设计时，某些类在整个系统生命周期中最多只能有一个对象存在（Single Instance）。
如：超市收银系统中，一个显示器、一个扫描枪、一个键盘 …
问题：如何定义一个类，使得这个类最多只能创建一个对象呢?
要控制类的对象数目，必须对外隐藏构造函数
思路：
将构造函数的访问属性设置为 private
定义 instance 并初始化为 NULL
当使用对象时，访问 instance 的值
空值：创建对象，并用 instance 标记
非空值：返回 instance 标记的对象
编程实验：单例模式初探
#include <iostream>
using namespace std;
class SObject
{
private:
static SObject* c_instance;
SObject& operator=(const SObject&);
SObject(const SObject&);
SObject()
{
}
public:
static SObject* GetInstance();
void print()
{
cout << “this = ” << this << endl;
}
};
SObject* SObject::c_instance = NULL;
SObject* SObject::GetInstance()
{
if(c_instance == NULL)
{
c_instance = new SObject();
}
return c_instance;
}
int main()
{
SObject* s = SObject::GetInstance();
SObject* s1 = SObject::GetInstance();
SObject* s2 = SObject::GetInstance();
s->print();
s1->print();
s2->print();
return 0;
}
输出：
this = 0x8069008
this = 0x8069008
this = 0x8069008
存在的问题
需要使用单例模式时：
必须在使用的类中定义静态成员变量 c_instance
必须在使用的类中定义静态成员函数 GetInstance()
解决方案
将单例模式相关的代码抽取出来，开发单例类模板。当需要单例类时，直接使用单例类模板
编程实验：单例类模板
Singleton.h
#ifndef _SINGLETON_H_
#define _SINGLETON_H_
template
< typename T >
class Singleton
{
private:
static T* c_instance;
public:
static T* GetInstance();
};
template
< typename T >
T* Singleton<T>::c_instance = NULL;
template
< typename T >
T* Singleton<T>::GetInstance()
{
if(c_instance == NULL)
{
c_instance = new T();
}
return c_instance;
}
#endif
main.cpp
#include <iostream>
#include “Singleton.h”
using namespace std;
class SObject
{
private:
friend class Singleton<SObject>; // 当前类需要使用单例模式
SObject& operator=(const SObject&);
SObject(const SObject&);
SObject()
{
}
public:
void print()
{
cout << “this = ” << this << endl;
}
};
int main()
{
SObject* s = Singleton<SObject>::GetInstance();
SObject* s1 = Singleton<SObject>::GetInstance();
SObject* s2 = Singleton<SObject>::GetInstance();
s->print();
s1->print();
s2->print();
return 0;
}
输出：
this = 0x8188008
this = 0x8188008
this = 0x8188008
小结
单例模式是开发中最常用的设计模式之一
单例模式的应用使得一个类最多只有一个对象
可以将单例模式相关的代码抽象成类模板
需要使用单例模式的类直接使用单例类模板
以上内容参考狄泰软件学院系列课程，请大家保护原创