C++中的单例类模板
1，本节课讲述单例类模式，实现并抽取相关代码实现单例类模板，在以后开发工作 中，如果想要使用单例模式，那么直接使用今天开发的单例类模板就可以；
2，需求的提出：
1，在架构设计时，某些类在整个系统生命期中最多只能有一个对象存在 （ Single Instance )；
1，如超市收银系统，由外观来说其由显示器、扫描枪、收款箱组成，这几部分都只有一个部件，用面向对象的思想来进行架构设计的话，扫描枪应该对应到代码里面的一个类，它应该用来创建对象，实际的硬件只有一个扫描枪，肯定要限制扫描枪对应的类只能创建一个对象；
2，这个时候单例模式的需求就出来了；
3，问题：
1，如何定义一个类，使得这个类最多只能创建一个对象？
4，单例模式：
1，要控制类的对象数目，必须对外隐藏构造函数；
1，要创建一个对象，必然要调用构造函数，因此可以控制构造函数的访问属性；
2，思路：
1，将构造函数的访问属性设置为 private；
1，外界就不能创建对象了；
2，定义 instance 并初始化为 NULL；
3，当需要使用对象时，访问 instance 的值；
1，空值：创建对象，并用 instance 标记；
2，非空值：返回 instance 标记的对象；
5，单例模式初探编程实验：
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class SObject
{
static SObject* c_instance; // 定义标识符指针；
/* 不需用拷贝和赋值 */
SObject(const SObject&);
SObject& operator= (const SObject&);
SObject() // 构造函数创建为私有的；
{
}
public:
static SObject* GetInstance();
void print()
{
cout << "this = " << this << endl;
}
};
SObject* SObject::c_instance = NULL; //类的外部对静态变量定义并初始化；
SObject* SObject::GetInstance() // 创建对象
{
if( c_instance == NULL )
{
c_instance = new SObject();
}
return c_instance;
}
int main()
{
SObject* s = SObject::GetInstance();
SObject* s1 = SObject::GetInstance();
SObject* s2 = SObject::GetInstance();
s->print(); // this = 0x940a008
s1->print(); // this = 0x940a008
s2->print(); // this = 0x940a008
return 0;
}
1，上述代码中并没有释放这个唯一的对象，这是因为单例模式所对应的对象在系统的生命周期中都是存在的，如果这个系统还在运行，就不需用释放它；
2，单例模式所得到的对象在整个系统运行过程中是绝对不释放的；
6，单例模式存在问题（这里做的是锦上添花的事，要求完美）：
1，需要使用单例模式时：
1，必须定义静态成员变量 c_instance；
2，必须定义静态成员函数 GetInstance()；
2，如果现在要开发超市收银系统，那么开发扫描枪对应的类需要用单例模式来实现，收款箱对应的类也要用单例模式来实现，这个时候就要写重复的静态成员变量和静态成员函数；
3，静态成员变量和静态成员函数和我们类的实际功能没有关系，这是单例模式的逻辑；
7，解决方案：
1，将单例模式相关的代码抽取出来，开发单例类模板，当需要单例类时，直接使用单例类模板；
8，单例类模板编程实验：
1，单例模式类模板 Singleton.h 文件：
1 #ifndef _SINGLETON_H_
2 #define _SINGLETON_H_
3
4 template
5 < typename T >
6 class Singleton
7 {
8 static T* c_instance;
9 public:
10 static T* GetInstance();
11 };
12
13 template
14 < typename T >
15 T* Singleton<T>::c_instance = NULL;
16
17 template
18 < typename T >
19 T* Singleton<T>::GetInstance()
20 {
21 if( c_instance == NULL )
22 {
23 c_instance = new T();
24 }
25
26 return c_instance;
27 }
28
29 #endif
2，单例模式的使用：
1 #include <iostream>
2 #include <string>
3 #include "Singleton.h"
4
5 using namespace std;
6
7 class SObject
8 {
9 friend class Singleton<SObject>; // 当前类需要使用单例模式
10
11 SObject(const SObject&);
12 SObject& operator= (const SObject&);
13
14 SObject()
15 {
16 }
17 public:
18
19 void print()
20 {
21 cout << "this = " << this << endl;
22 }
23 };
24
25 int main()
26 {
27 SObject* s = Singleton<SObject>::GetInstance();
28 SObject* s1 = Singleton<SObject>::GetInstance();
29 SObject* s2 = Singleton<SObject>::GetInstance();
30
31 s->print(); // 0x9621008；
32 s1->print(); // 0x9621008；
33 s2->print(); // 0x9621008；
34
35 return 0;
36 }
3，使用单例类模板方法：
1，构建对象的函数全部私有化；
2，声明单例类模板为此类的友元（可以访问这个类）；
4，此单例类模板在我们今后开发工作中都可以使用；
9，小结：
1，单例模式是开发中最常用的设计模式之一；
2，单例模式的应用使得一个类最多只有一个对象；
3，可以将单例模式相关的代码抽象成类模板；
4，需要使用单例模式的类直接使用单例类模板；
