设计模式_1_单例模式

单例模式

什么是单例设计模式

单例模式是一种创建型设计模式， 它的核心思想是保证一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点来访问这个实例。

• 只有一个实例的意思是，在整个应用程序中，只存在该类的一个实例对象，而不是创建多个相同类型的对象。
• 全局访问点的意思是，为了让其他类能够获取到这个唯一实例，该类提供了一个全局访问点（通常是一个静态方法），通过这个方法就能获得实例。

为什么要使用单例设计模式呢

简易来说，单例设计模式有以下几个优点让我们考虑使用它：

• 全局控制：保证只有一个实例，这样就可以严格的控制客户怎样访问它以及何时访问它，简单的说就是对唯一实例的受控访问（引用自《大话设计模式》第21章）
• 节省资源：也正是因为只有一个实例存在，就避免多次创建了相同的对象，从而节省了系统资源，而且多个模块还可以通过单例实例共享数据。
• 懒加载：单例模式可以实现懒加载，只有在需要时才进行实例化，这无疑会提高程序的性能。

单例设计模式的基本要求

想要实现一个单例设计模式，必须遵循以下规则：

• 私有的构造函数：防止外部代码直接创建类的实例
• 私有的静态实例变量：保存该类的唯一实例
• 公有的静态方法：通过公有的静态方法来获取类的实例

题目描述

小明去了一家大型商场，拿到了一个购物车，并开始购物。请你设计一个购物车管理器，记录商品添加到购物车的信息（商品名称和购买数量），并在购买结束后打印出商品清单。（在整个购物过程中，小明只有一个购物车实例存在）。

输入描述

输入包含若干行，每行包含两部分信息，分别是商品名称和购买数量。商品名称和购买数量之间用空格隔开。

输出描述

输出包含小明购物车中的所有商品及其购买数量。每行输出一种商品的信息，格式为 "商品名称 购买数量"。

输入示例

Apple 3 Banana 2 Orange 5

输出示例

Apple 3 Banana 2 Orange 5

注意

1. 本道题目请使用单例设计模式。
2. 使用私有静态变量来保存购物车实例。
3. 使用私有构造函数防止外部直接实例化。

#include <iostream>
#include <map>
#include <string>
#include <vector>
 
using namespace std;
 
class ShoppingCartManager {
public:
    //获取购物车实例
    static ShoppingCartManager& getInstance() {
        static ShoppingCartManager instance;
        return instance;
    }
     
    void addToCart(const string& itemName, int quantity) {
        cart[itemName] += quantity;
        orderList.push_back(itemName);
    }
     
    void viewCart() const {
        if (!orderList.size()) {
            return;
        }
        else {
            for (const auto& name : orderList) {
                cout << name << " " << cart.at(name) << endl;
            }
        }
    }
private:
    //私有构造函数
    ShoppingCartManager() {}
    //购物车存储商品和数量的映射
    map<string, int> cart;
    vector<string> orderList;
};
 
int main() {
    string itemName;
    int quantity;
     
    while (cin >> itemName >> quantity) {
        ShoppingCartManager& cart = ShoppingCartManager::getInstance();
        cart.addToCart(itemName, quantity);
    }
     
    const ShoppingCartManager& cart = ShoppingCartManager::getInstance();
    cart.viewCart();
     
    return 0;
}