創建型模式----單例模式(C++)

創建型模式----單例模式

單例模式指一個類只有一個實例，且該類能自行創建這個實例的一種模式；例如：windows中只能有一個任務管理器

模式結構和實現

通常情況下，普通類的構造函數是公有的，外部類可以通過"new 構造函數()"來生成多個實例，但是實現單例模式卻需要不同的操作方法

模式的結構

• 單例類：包含一個實例且能自行創建這個實例的類
• 訪問類：使用單例的類

實現單例模式的步驟

1. 構造函數私有化
2. 增加靜態私有的當前類的指針變量
3. 提供靜態對外接口，讓用戶獲得單例對象

”餓漢式“和“懶漢式”

• 餓漢式創建單例模式：一開始就加載實例，用**”空間換時間“**，需要使用實例的時直接返回即可，無需創建

  //餓漢式
  class singleCase_hungry {
  private:
  	singleCase_hungry() { cout << "餓漢式創建單例成功！" << endl; };			//私有構造函數
  	static singleCase_hungry *m_ptr;
  public:
  	static singleCase_hungry* getInstance()
  	{
  		return new singleCase_hungry;
  	}
  };
  
  //外部調用方法
  singleCase_hungry* singleCase_hungry::m_ptr = new singleCase_hungry;
  

  餓漢式創建單例模式UML類圖
  

• 懶漢式創建單例模式：在使用實例時才被創建，用**”時間換空間“**

  //懶漢式
  class singleCase_lazy {
  private:
  	singleCase_lazy() {};			//私有構造函數
  	static singleCase_lazy *m_ptr;
  public:
  	static singleCase_lazy* getInstance()
  	{
  		if (m_ptr == NULL)
  			m_ptr = new singleCase_lazy;
  		return m_ptr;
  	}
  	void show()
  	{
  		cout << "懶漢式創建單例成功！" << endl;
  	}
  };
  
  //外部調用方法
  singleCase_lazy* singleCase_lazy::m_ptr = NULL;
  

  懶漢式創建單例模式UML類圖
  

單例模式實例

#include <iostream>
using namespace std;

//懶漢式
class singleCase_lazy {
private:
	singleCase_lazy() {};			//私有構造函數
	static singleCase_lazy *m_ptr;
public:
	static singleCase_lazy* getInstance()
	{
		if (m_ptr == NULL)
			m_ptr = new singleCase_lazy;
		return m_ptr;
	}
	void show()
	{
		cout << "懶漢式創建單例成功！" << endl;
	}
};

//餓漢式
class singleCase_hungry {
private:
	singleCase_hungry() { cout << "餓漢式創建單例成功！" << endl; };			//私有構造函數
	static singleCase_hungry *m_ptr;
public:
	static singleCase_hungry* getInstance()
	{
		return new singleCase_hungry;
	}

};

//外部調用方法
singleCase_lazy* singleCase_lazy::m_ptr = NULL;
singleCase_hungry* singleCase_hungry::m_ptr = new singleCase_hungry;

int main()
{
    //main函數執行之前，餓漢式創建就已經完成
	singleCase_lazy::getInstance()->show();
	system("pause");
    return 0;
}

需要注意的是，懶漢式創建單例模式是線程不安全的，需要配合鎖機制使用
餓漢式創建單例模式是線程安全的