Singleton模式

Singleton模式的特点：

 

 

• 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。
  • 定义一个Instance操作，允许客户访问它的唯一实例。Instance是一个类操作（C++中的一个静态成员函数）。
• 和全局变量相比：
  • 编译器不保证全局变量的初始化顺序；
  • 全局变量不能防止实例化多个对象。

 

一、指针实现方式

//Singleton.h
class Singleton
{
public:
    static Singleton* Instance();
protected:
    Singleton();
private:
    static Singleton* _instance;
};


//Singleton.cpp
Singleton* Singleton::_instance = 0;
Singleton::Singleton()
{
    cout << "Singleton...." << endl;
}
Singleton* Singleton::Instance()
{
    if (_instance == 0)
    {
        _instance = new Singleton();
    }
    return _instance;
}


//main.cpp
#include "Singleton.h"
int main()
{
    Singleton* sgn = Singleton::Instance();
    //sgn->...
}

//Singleton.h 
class Singleton 
{ 
public: 
    static Singleton* Instance();
protected: 
    Singleton();
private: 
    static Singleton* _instance; 
};


//Singleton.cpp 
Singleton* Singleton::_instance = 0;
Singleton::Singleton() 
{ 
    cout << "Singleton...." << endl; 
}
Singleton* Singleton::Instance() 
{ 
    if (_instance == 0) 
    { 
        _instance = new Singleton(); 
    }
    return _instance; 
} 


//main.cpp 
#include "Singleton.h"
int main() 
{ 
    Singleton* sgn = Singleton::Instance();
    //sgn->... 
} 

这是Singleton最常见的一种实现方式。优缺点列举如下：

 

• 优点
  • 对唯一实例的受控访问
  • 缩小名空间：对全局变量的一种改进，避免了存储唯一实例的全局变量污染名空间。
• 缺点
  • 返回的是指针，调用者有可能会delete掉
  • Singleton占用的内存，何时会被释放？

 

二、引用实现方式

这种方式是《Modern C++ Design》一书中给出的。

//GameSoundMgr.h
class GameSoundMgr
{
public:
    static GameSoundMgr& GetInstance();
protected:
    GameSoundMgr();
    GameSoundMgr(const GameSoundMgr&);
    GameSoundMgr& operator=(const GameSoundMgr&);
    ~GameSoundMgr();
};


//GameSoundMgr.cpp
GameSoundMgr& GameSoundMgr::GetInstance()
{
    static GameSoundMgr tGameSoundMgr;
    return tGameSoundMgr;
}

//GameSoundMgr.h 
class GameSoundMgr 
{ 
public: 
    static GameSoundMgr& GetInstance(); 
protected: 
    GameSoundMgr(); 
    GameSoundMgr(const GameSoundMgr&); 
    GameSoundMgr& operator=(const GameSoundMgr&); 
    ~GameSoundMgr(); 
}; 


//GameSoundMgr.cpp
GameSoundMgr& GameSoundMgr::GetInstance() 
{ 
    static GameSoundMgr tGameSoundMgr; 
    return tGameSoundMgr; 
} 

其优缺点列举如下：

 

• 优点
  • 构造/析构函数，拷贝构造函数，赋值函数等，都被限定为私有函数，可防止外部调用生成Singleton的副本
  • 外部得到的是static局部变量的引用，不会删除对象
  • 程序结束后，Singleton内存自动释放
• 缺点
  • 即使不使用此Singleton，静态变量始终存在

 

三、Singleton Holder

在你的系统中，有可能要用到多个Singleton对象，比如一个国家，主席只能有一个，同样，国防部长也只能有一个，那怎么办呢？《Modern C++ Design》还给我们提供了一种Singleton Holder，通过template的应用，批量生产Singleton。

//SingletonHolder.h
template<class MyClass>
class SingletoHolder
{
public:
    static MyClass& GetInstance();
};

//SingletonHolder.cpp
#include "SingletonHolder.h"
MyClass& SingletonHolder::GetInstance()
{
    static MyClass tMyClass;
    return tMyClass;
}

//class GameSoundSystem;
typedef SingletonHolder<GameSoundSystem> SingleSoundSytem;
GameSoundSystem& mySoundSys = SingleSoundSytem ::GetInstance();

//SingletonHolder.h 
template<class MyClass> 
class SingletoHolder 
{ 
public: 
    static MyClass& GetInstance(); 
}; 

//SingletonHolder.cpp 
#include "SingletonHolder.h" 
MyClass& SingletonHolder::GetInstance() 
{ 
    static MyClass tMyClass; 
    return tMyClass; 
} 

//class GameSoundSystem;
typedef SingletonHolder<GameSoundSystem> SingleSoundSytem;
GameSoundSystem& mySoundSys = SingleSoundSytem ::GetInstance();

以上技术的详情，请参见《Modern C++ Design》一书。另外在我的博客另外一篇文章，也有一个logSingleton的小