创建型模式----单例模式(C++)

创建型模式----单例模式

单例模式指一个类只有一个实例,且该类能自行创建这个实例的一种模式;例如:windows中只能有一个任务管理器

模式结构和实现

通常情况下,普通类的构造函数是公有的,外部类可以通过"new 构造函数()"来生成多个实例,但是实现单例模式却需要不同的操作方法

模式的结构
  • 单例类:包含一个实例且能自行创建这个实例的类
  • 访问类:使用单例的类
实现单例模式的步骤
  1. 构造函数私有化
  2. 增加静态私有的当前类的指针变量
  3. 提供静态对外接口,让用户获得单例对象
”饿汉式“和“懒汉式”
  • 饿汉式创建单例模式:一开始就加载实例,用**”空间换时间“**,需要使用实例的时直接返回即可,无需创建

    //饿汉式
    class singleCase_hungry {
    private:
    	singleCase_hungry() { cout << "饿汉式创建单例成功!" << endl; };			//私有构造函数
    	static singleCase_hungry *m_ptr;
    public:
    	static singleCase_hungry* getInstance()
    	{
    		return new singleCase_hungry;
    	}
    };
    
    //外部调用方法
    singleCase_hungry* singleCase_hungry::m_ptr = new singleCase_hungry;
    

    饿汉式创建单例模式UML类图
    在这里插入图片描述

  • 懒汉式创建单例模式:在使用实例时才被创建,用**”时间换空间“**

    //懒汉式
    class singleCase_lazy {
    private:
    	singleCase_lazy() {};			//私有构造函数
    	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 << "懒汉式创建单例成功!" << endl;
    	}
    };
    
    //外部调用方法
    singleCase_lazy* singleCase_lazy::m_ptr = NULL;
    

    懒汉式创建单例模式UML类图
    在这里插入图片描述

单例模式实例

#include <iostream>
using namespace std;

//懒汉式
class singleCase_lazy {
private:
	singleCase_lazy() {};			//私有构造函数
	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 << "懒汉式创建单例成功!" << endl;
	}
};

//饿汉式
class singleCase_hungry {
private:
	singleCase_hungry() { cout << "饿汉式创建单例成功!" << endl; };			//私有构造函数
	static singleCase_hungry *m_ptr;
public:
	static singleCase_hungry* getInstance()
	{
		return new singleCase_hungry;
	}

};

//外部调用方法
singleCase_lazy* singleCase_lazy::m_ptr = NULL;
singleCase_hungry* singleCase_hungry::m_ptr = new singleCase_hungry;

int main()
{
    //main函数执行之前,饿汉式创建就已经完成
	singleCase_lazy::getInstance()->show();
	system("pause");
    return 0;
}

需要注意的是,懒汉式创建单例模式是线程不安全的,需要配合锁机制使用
饿汉式创建单例模式是线程安全的

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