【C++ 单例模式】static MyLog * getInstance()详解

目录

• 1、语法分析
  • 1.1 实例地址
• 2、用途

 

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static MyLog * getInstance(); 是一个典型的单例模式（Singleton Pattern）中的成员函数声明。单例模式是一种创建型设计模式，它确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点来获取这个实例。

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1、语法分析

static MyLog * getInstance();

• static 关键字：表示该函数是一个静态成员函数。静态成员函数属于类本身，而不是类的某个具体对象。可以直接通过类名调用，无需创建类的实例。

• MyLog *：函数的返回类型，是一个指向 MyLog 类对象的指针。这意味着该函数会返回一个 MyLog 类的实例的地址。

• getInstance：函数名，这是单例模式中常用的函数名，用于获取类的唯一实例。

1.1 实例地址

其中，使用 MyLog * getInstance() 返回 MyLog 类实例的地址（即指针），主要有以下几个原因，同时地址本身并不需要符合类的规则，但指针指向的对象需要符合该类的定义和规则：

为什么返回指针

1. 延迟初始化

单例模式中，有时候并不希望在程序启动时就创建实例，而是在第一次调用 getInstance() 时才进行创建，这就是延迟初始化。使用指针可以方便地实现这一点，因为可以先将指针初始化为 nullptr，在需要时再动态分配内存创建实例：

class MyLog {
private:
    static MyLog* instance;
    MyLog() {}

public:
    static MyLog* getInstance() {
        if (instance == nullptr) {
            instance = new MyLog();
        }
        return instance;
    }
};
MyLog* MyLog::instance = nullptr;

在上述代码中，通过判断 instance 是否为 nullptr 来决定是否创建新的实例，实现了延迟初始化

2、跨作用域访问

指针允许在不同的作用域中访问同一个对象。在单例模式中，全局访问点 getInstance() 可以在程序的任何地方被调用，返回的指针可以被传递到不同的函数或类中，方便在不同的地方使用同一个单例对象：

void someFunction() {
    MyLog* log = MyLog::getInstance();
    log->log("Message from someFunction");
}

在 someFunction 函数中，通过 getInstance() 获取单例对象的指针并使用它。

3. 多态性支持

如果 MyLog 类是一个基类，并且有派生类，使用指针可以支持多态性。可以返回指向派生类对象的基类指针，从而实现不同的行为：

class MyLog {
public:
    virtual void log(const std::string& msg) {
        // 基类的日志记录实现
    }
    static MyLog* getInstance();
};

class DebugLog : public MyLog {
public:
    void log(const std::string& msg) override {
        // 派生类的日志记录实现
    }
};

MyLog* MyLog::getInstance() {
    static MyLog* instance = new DebugLog();
    return instance;
}

在这个例子中，getInstance() 返回的是指向 DebugLog 对象的 MyLog 指针，通过虚函数实现了多态调用。

4、关于地址和类的关系地址本身：

• 地址只是一个内存中的位置标识，它本身并没有类型信息，也不需要符合类的规则。地址只是一个整数，代表了内存中的一个特定位置。指针指向的对象：虽然地址本身没有类型，但指针是有类型的。
• MyLog * 类型的指针意味着它指向的内存位置存储的是一个 MyLog 类的对象。这个对象必须符合 MyLog 类的定义和规则，包括拥有 MyLog 类的成员变量和成员函数，并且遵循 MyLog 类的访问控制规则（如私有成员只能在类内部访问）。

例如，当你通过指针调用 MyLog 类的成员函数时，编译器会根据指针的类型来检查调用是否合法：

MyLog* log = MyLog::getInstance();
log->log("Some message"); // 合法调用，因为 log 指向的是 MyLog 类对象

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2、用途

单例模式通常用于以下场景：

• 资源管理：当系统中某个资源只需要一个实例来管理时，例如日志记录器、数据库连接池等。使用单例模式可以确保所有代码都使用同一个资源实例，避免资源的重复创建和冲突。

• 全局状态管理：在某些情况下，需要一个全局的状态对象来保存和管理系统的状态信息，单例模式可以提供一个统一的访问点。