C++單例類模板詳解

更新時間：2019年03月23日 16:30:56 作者：NQian

這篇文章主要介紹了C++單例類模板，文中通過示例代碼介紹的非常詳細，對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

單例類

描述

指在整個系統(tǒng)生命期中,一個類最多只能有一個實例(instance)存在,使得該實例的唯一性(實例是指一個對象指針) , 比如:統(tǒng)計在線人數(shù)

在單例類里,又分為了懶漢式和餓漢式,它們的區(qū)別在于創(chuàng)建實例的時間不同:

懶漢式 : 指代碼運行后,實例并不存在,只有當(dāng)需要時,才去創(chuàng)建實例(適用于單線程)
餓漢式 : 指代碼一運行,實例已經(jīng)存在,當(dāng)時需要時,直接去調(diào)用即可(適用于多線程)

用法

將構(gòu)造函數(shù)的訪問屬性設(shè)置為private,
提供一個GetInstance()靜態(tài)成員函數(shù),只能供用戶訪問唯一一個實例.
定義一個靜態(tài)成員指針,用來供用戶獲取
重載 (=)賦值操作符以及拷貝構(gòu)造函數(shù),并設(shè)為private, 避免對象間拷貝,復(fù)制.

初探單例類-懶漢式:

#include <iostream>
using namespace std; 

class CSingleton
{
private:
    static CSingleton* m_pInstance;

    CSingleton()     //構(gòu)造函數(shù)為private
    {
    } 

    CSingleton& operator = (const CSingleton& t);
    CSingleton(const CSingleton &);
public:
    static CSingleton* getInstance()
    {
       if(m_pInstance==NULL)
           m_pInstance= new CSingleton(); 
      
        return m_pInstance;
    }

    void print()
    {
      cout<<this<<endl;   
    }
};

CSingleton* CSingleton::m_pInstance = NULL;

int main()
{
    CSingleton *p1=CSingleton::getInstance();
    CSingleton *p2=CSingleton::getInstance(); 
    CSingleton *p3=CSingleton::getInstance();

    p1->print();
    p2->print();
    p3->print();

　　　　return 0;
}

運行打印:

0x6e2d18
0x6e2d18
0x6e2d18

從打印結(jié)果可以看出,該指針對象指向的都是同一個地址,實現(xiàn)了一個類最多只能有一個實例(instance)存在.

注意:由于實例(instance),在系統(tǒng)生命期中,都是存在的,所以只要系統(tǒng)還在運行,就不需要delete

上面的懶漢式如果在多線程情況下 ,多個Csingleton指針對象同時調(diào)用getInstance()成員函數(shù)時,由于m_pInstance = NULL,就會創(chuàng)建多個實例出來.

所以,在多線程情況下,需要使用餓漢實現(xiàn)

代碼如下:

class CSingleton
{
private:

    static CSingleton* m_pInstance;

    CSingleton()     //構(gòu)造函數(shù)為private
    {
    }       

    CSingleton& operator = (const CSingleton& t);
    CSingleton(const CSingleton &); 

public:
    static CSingleton* getInstance()
    { 
        return m_pInstance;
    }
};

CSingleton* CSingleton::m_pInstance = new CSingleton;

單例類模板

我們現(xiàn)在講解的僅僅是個框架,里面什么都沒有,不能滿足需求啊,所以還要寫為單例類模板頭文件,當(dāng)需要單例類時,直接聲明單例類模板頭文件即可

寫CSingleton.h

#ifndef _SINGLETON_H_
#define _SINGLETON_H_

template <typename T>
class CSingleton
{
private:
    static T* m_pInstance;

    CSingleton()     //構(gòu)造函數(shù)為private
    {   
　　　　 }    
    
public:
    static T* getInstance()
    {  
        return m_pInstance;
    }
};

template <typename T>
T* CSingleton<T> :: m_pInstance = new T;

#endif

當(dāng)我們需要這個單例類模板時,只需要在自己類里通過friend添加為友元即可,

接下來試驗單例類模板

寫main.cpp

#include <iostream>
#include <string>
#include "CSingleton.h"

using namespace std;

class Test
{
    friend class CSingleton<Test> ; //聲明Test的友元為單例類模板
private:  
    string mstr;

    Test(): mstr("abc")
    {
    }

    Test& operator = (const Test& t);
    Test(const Test&);

public:  
    void Setmstr(string t)
　　　　{
     mstr=t;
　　　　}

    void print()
    {
    cout<<"mstr = "<<mstr<<endl;
    cout<<"this = "<<this<<endl;
    }
};

int main()
{
    Test *pt1 = CSingleton<Test>::getInstance();
    Test *pt2 = CSingleton<Test>::getInstance();  

    pt1->print();
    pt2->print();

    pt1->Setmstr("ABCDEFG");
    pt2->print();

    return 0;
}