小默

[zz]论c++中的单例模式

  单例模式也称为单件模式、单子模式。使用单例模式,保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点,该实例被所有程序模块共享。有很多地方需要这样的功能模块,如系统的日志输出等。

  单例模式有许多种实现方法,在C++中,甚至可以直接用一个全局变量做到这一点,但这样的代码显得很不优雅。《设计模式》一书中给出了一种很不错的实现,定义一个单例类,使用类的私有静态指针变量指向类的唯一实例,并用一个公有静态方法获取该实例。如下面的类定义:

  class CSingleton:
  {
  // 其它成员
  public:
         static CSingleton * GetInstance()
   {
     if (m_pInstance == NULL)
               m_pInstance = new CSingleton();

           return m_pInstance;
}

  private:
   CSingleton(){};
   static CSingleton * m_pInstance;
  }

  单例类CSingleton有以下特征:
   它有一个指唯一实例的静态指针m_pInstance,并且是私有的。
   它有一个公有的函数,可以获取这个唯一的实例,并在需要的时候创建该实例。
   它的构造函数是私有的,这样就不能从别处创建该类的实例。
  大多时候,这样的实现都不会出现问题。有经验的读者可能会问,m_pInstance指向的空间什么时候释放呢?更严重的问题是,这个实例的析构操作什么时候执行?
  如果在类的析构行为中有必须的操作,比如关闭文件,释放外部资源,那么上面所示的代码无法实现这个要求。我们需要一种方法,正常地删除该实例。
  可以在程序结束时调用GetInstance并对返回的指针调用delete操作。这样做可以实现功能,但是不仅很丑陋,而且容易出错。因为这样的附加代码很容易被忘记,而且也很难保证在delete之后,没有代码再调用GetInstance函数。
  一个妥善的方法是让这个类自己知道在合适的时候把自己删除。或者说把删除自己的操作挂在系统中的某个合适的点上,使其在恰当的时候自动被执行。
  我们知道,程序在结束的时候,系统会自动析构所有的全局变量。事实上,系统也会析构所有的类的静态成员变量,就像这些静态成员也是全局变量一样。利用这个特征,我们可以在单例类中定义一个这样的静态成员变量,而它的唯一工作就是在析构函数中删除单例类的实例。如下面的代码中的CGarbo类(Garbo意为垃圾工人):
  class CSingleton:
  {
  // 其它成员
  public:
   static CSingleton * GetInstance()
  private:
   CSingleton(){};
          static CSingleton * m_pInstance;

  class CGarbo // 它的唯一工作就是在析构函数中删除CSingleton的实例
  {
  public:
   ~CGarbo()
   {
          if (CSingleton::m_pInstance)
               delete CSingleton::m_pInstance;
           }
  };

   static CGarbo Garbo; // 定义一个静态成员,在程序结束时,系统会调用它的析构函数
  }

  类CGarbo被定义为CSingleton的私有内嵌类,以防该类被在其它地方滥用。

  在程序运行结束时,系统会调用CSingleton的静态成员Garbo的析构函数,该析构函数会删除单例的唯一实例。
  使用这种方法释放单例对象有以下特征:
   在单例类内部定义专有的嵌套类。
   在单例类内定义私有的专门用于释放的静态成员。
   利用程序在结束时析构全局变量的特性,选择最终的释放时机。
   使用单例的代码不需要任何操作,不必关心对象的释放。

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

以上就是转载的一个c++中的单例模式。在这个里面涉及到了m_pInstance指向的空间什么时候释放呢?更严重的问题是,这个实例的析构操作什么时候执行?后面使用的内嵌类方法个人觉得并不是很好,如果又要添加另一个单例类是不是也要在内嵌类中删除此单例类的实例呢?如果我要添加100个呢?你看有多麻烦啊!

 

以下是对以前项目中使用到的单例模式的提取:

#include <iostream>
using namespace std;

类的定义应该是在*.h文件中的,这里偷懒了

class Singleton
{
public:
Singleton();
static Singleton *GetInstance() ;
};

以下应该在*.cpp文件中

static Singleton *instance = NULL;

Singleton::Singleton()
{
instance = this;
}

Singleton *Singleton::GetInstance()
{
return instance;
}

以下是在使用的地方

int main()
{
Singleton singles;

Singleton *p1 = Singleton::GetInstance();
Singleton *p2 = Singleton::GetInstance();

if (p1 == p2)
{
   cout <<"Two objects is the same instance" <<endl;
}

return 0;
}

在以上的程序中,看到这个和zt中的是类似的。也有个同样的问题出现了。在这个里面涉及到了m_pInstance指向的空间什么时候释放呢?更严重的问题是,这个实例的析构操作什么时候执行?哈哈,这个呢在项目中是有处理的,因为是这个单例对象生成后了是要保存在一个容器中的,而且所有的类似单例是对同一个基类的继承,所以利用多态特点vector<type*>再加一个迭代器就可以很容易对所有的这些单例对象进行删除操作了。这个应该说是项目在设计的时候就考虑到的了。

 

这个,还有没有更好、一劳永逸的方法呢?朋友看到后告诉了个他看到的很牛的单例写法,不得不佩服,真的很牛。后来在CSND论坛上的一个帖子中也看到了某位多线程高手也贴出了这种方法。

#include <iostream>

using namespace std;

class Singleton
{
private:
Singleton(){}

public:  

static Singleton *GetInstance()
{
   static Singleton singles;//在此定义静态对象
   return &singles;
}

};

int main()
{
Singleton *p1 = Singleton::GetInstance();
Singleton *p2 = Singleton::GetInstance();

if (p1 == p2)
{
   cout <<"Two objects is the same instance" <<endl;
}
return 0;
}

 

hoho,而后继续了下,为了方便,多个写成了模板类形式,使得继承自单例模式的自动为单例模式。

#include <iostream>
#include <assert.h>

using namespace std;

template<class type>
class Singleton
{
public:  
static type *GetInstance()
{
   static type singles;
   return &singles;
}
protected:
Singleton(){}
};

class resourcemanage : public Singleton<resourcemanage>
{
public:
resourcemanage(){}
void showlog()
{
   cout<<"resoucemange"<<endl;
}
};

class mange : public Singleton<mange>
{
public:
mange(){}
void showtexer()
{
   cout<<"show texture"<<endl;
}
};
int main()
{
//Singleton *singles = new Singleton;
resourcemanage *p1 = resourcemanage::GetInstance();
resourcemanage *p2 = resourcemanage::GetInstance();

mange::GetInstance()->showtexer();

p2->showlog();

if (p1 == p2)
{
   cout <<"Two objects is the same instance" <<endl;
}
return 0;
}

 

hoho,一个单例模式竟然能引出这麽多的东东,真是学习了不少啊,哈哈哈哈哈哈!

最后贴下csdn关于这个单例模式的牛人讨论帖:

http://topic.csdn.net/u/20080218/08/291c52f9-5ed0-4f7c-abeb-69f691c2e7f4.html

静态成员变量必须要在具体的cpp文件中进行定义,类中出现的静态成员变量只表示一种声明。

posted on 2010-03-31 16:34 小默 阅读(1644) 评论(1)  编辑 收藏 引用 所属分类: Language

评论

# re: [zz]论c++中的单例模式 2011-12-28 10:54 Daywei

这样也依然存在一个问题 构造函数暴露在外面会造成别人误用  回复  更多评论   


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