C++單例模式概述

個人認爲單例模式是設計模式中最爲簡單、最爲常見、最容易實現,也是最應該熟悉和掌握的模式。且不說公司企業在招聘的時候爲了考察員工對設計的瞭解和把握,考的最多的就是單例模式。

單例模式解決問題十分常見,我們怎樣去創建一個唯一的變量(對象)?在基於對象的設計中我們可以通過創建一個全局變量(對象)來實現,在面向對象和麪向過程結合的設計範式(如 C++中)中,我們也還是可以通過一個全局變量實現這一點。但是當我們遇到了純粹的面向對象範式中,這一點可能就只能是通過單例模式來實現了,可能這也正是很多公司在招聘 Java 開發人員時候經常考察單例模式的緣故吧。

單例模式在開發中非常有用,具體使用在討論給出。
模式選擇

單例模式典型的結構圖爲:

圖 2-1:單例模式結構圖

在單例模式的結構圖中可以看到,我們通過維護一個 static 的成員變量來記錄這個唯一的對象實例。通過提供一個 staitc 的接口 instance 來獲得這個唯一的實例。
單例模式的實現

完整代碼示例(code):單例模式的實很簡單,這裏爲了方便初學者的學習和參考,將給出完整的實現代碼(所有代碼採用 C++實現,並在 VC 6.0 下測試運行)。

代碼片斷 1:Singleton.h
//Singleton.h
#ifndef _SINGLETONH
#define _SINGLETONH
#include <iostream>
using namespace std;
class Singleton{
public:
static Singleton Instance();
protected:
Singleton();
private:
static Singleton
_instance;
};
#endif //~_SINGLETONH

代碼片斷 2:Singleton.cpp
//Singleton.cpp
#include "Singleton.h"
#include <iostream>
using namespace std;
Singleton Singleton::_instance = 0;
Singleton::Singleton(){
cout<<"Singleton...."<<endl;
}
Singleton
Singleton::Instance(){
if (_instance == 0){
_instance = new Singleton();
}
return _instance;
}

代碼片斷 3:main.cp
//main.cpp
#include "Singleton.h"
#include <iostream>
using namespace std;
int main(int argc,char argv[]){
Singleton
sgn = Singleton::Instance();
return 0;
}

代碼說明:單例模式的實現無須補充解釋,需要說明的是,單例不可以被實例化,因此我們將其構造函數聲明爲 protected 或者直接聲明爲 private。
關於單例模式的討論

單例模式在開發中經常用到,且不說我們開發過程中一些變量必須是唯一的,比如說打印機的實例等等。

單例模式經常和工廠(抽象工廠)模式在一起使用,因爲系統中工廠對象一般來說只要一個,筆者在開發 Visual CMCS 的時候,語義分析過程(以及其他過程)中都用到工廠模式來創建對象(對象實在是太多了),這裏的工廠對象實現就是同時是一個單例模式的實例,因爲系統我們就只要一個工廠來創建對象就可以了。

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