在有些时候，我们在进行架构设计时，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）。比如在超市的收银系统，一个扫描机就对应一个，每个屏幕也会对应一个，基于这种情况，我们就提出了单例模式。那么问题就来了：如何定义一个类，并且使得这个类最多只能创建一个对象呢？那么就必须得控制类的对象数目，必须对外隐藏构造函数。思路是：将构造函数的访问属性设置为 private，定义 instance 并初始化为 NULL；当需要使用对象时，访问 instance 的值，如果是空值，那么便创建对象并用 instance 标记，如果是非空值，返回 instance 标记的对象。
下来我们就用代码来实现
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class SObject
{
static SObject* c_instance;
SObject(const SObject&);
SObject& operator= (const SObject&);
SObject()
{}
public:
static SObject* getInstance();
void print()
{
cout << "this = " << this << endl;
}
};
SObject* SObject::c_instance = NULL;
SObject* SObject::getInstance()
{
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();
s1->print();
s2->print();
return 0;
}
我们来看看是否符合单例类的要求呢？
显然是已经符合我们的要求了哈。虽然看起来是创建了三个对象，但是它们都指向了同一对象。我们上面的实现显然是已经实现了功能，但是有个小瑕疵，就是它必须定义静态成员变量 c_instance，必须定义静态成员函数 getInstance()。那么我们的解决方案就是将单例模式相关的代码抽取出来，开发成单例类模板。当需要单例类时，直接使用单例类模板。下来我们进行单例类的改写
Singleton.h 源码
#ifndef _SINGLETON_H_
#define _SINGLETON_H_
template
< typename T >
class Singleton
{
static T* c_instance;
public:
static T* getInstance();
};
template
< typename T >
T* Singleton<T>::c_instance = NULL;
template
< typename T >
T* Singleton<T>::getInstance()
{
if( c_instance == NULL )
{
c_instance = new T;
}
return c_instance;
}
#endif
Test.cpp 源码
#include <iostream>
#include <string>
#include "Singleton.h"
using namespace std;
class SObject
{
friend class Singleton<SObject>;
SObject(const SObject&);
SObject& operator= (const SObject&);
SObject()
{}
public:
void print()
{
cout << "this = " << this << endl;
}
};
int main()
{
SObject* s = Singleton<SObject>::getInstance();
SObject* s1 = Singleton<SObject>::getInstance();
SObject* s2 = Singleton<SObject>::getInstance();
s->print();
s1->print();
s2->print();
return 0;
}
我们来看看编译结果
已经正确实现了。可能有细心的朋友会注意到我们只是进行了 new 操作，并没有去 delete。我们这块是单例模式，因此说这个对象一旦创建，便会一直存在，所以不需要去进行 delete 操作。我们现在已经掌握了一种设计模式，通过对单例类模板的学习，总结如下：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、需要使用单利模式的类直接使用单例类模板。
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