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提供了对唯一实例的全局访问。单例模式保证了整个系统中只有一个实例#xff0c;这样就可以方便地对该实例进行访问和操作#xff0c;避免了多个实例之间的冲突和不一致。避免了重…《设计模式》单例模式
单例模式是一种常用的设计模式其主要优点有
提供了对唯一实例的全局访问。单例模式保证了整个系统中只有一个实例这样就可以方便地对该实例进行访问和操作避免了多个实例之间的冲突和不一致。避免了重复创建实例。在某些场景下创建某些对象的代价很高比如需要加载大量数据或初始化一些复杂的对象如果每次都创建新的实例会严重影响系统性能。使用单例模式可以避免重复创建实例提高系统的性能和效率。灵活性好易于扩展。单例模式在整个系统中只存在一个实例这样可以方便地对该实例进行控制和管理比如可以对该实例进行缓存、统计、记录等操作从而提高系统的可维护性和扩展性。
单例模式适用于如下场景
在整个系统中只需要存在一个实例对象的场景。比如系统中只能有一个配置对象、日志对象、数据库连接对象等。需要频繁创建和销毁对象且创建和销毁对象的代价很大的场景。比如在某些应用中需要频繁地创建和销毁数据库连接这样会严重影响系统的性能使用单例模式可以避免这个问题。需要对某个对象进行全局访问和控制的场景。比如需要对某个资源进行统计、记录等操作或者需要对某个对象进行缓存、预加载等操作使用单例模式可以方便地实现这些功能。
实现单例模式有多种下面直接介绍线程安全版的局部静态变量的懒汉模式。
简单的 C 单例模式的实现示例
class Singleton {
public:static Singleton getInstance() {//局部静态变量会在第一次调用 getInstance() 函数时被初始化而且在初始化期间是线程安全的。因此这个实现可以确保线程安全而无需使用互斥锁或双重检查锁定。static Singleton instance; // 懒汉式使用时才创建,局部静态变量线程安全return instance;}private:Singleton() {} // 将构造函数设为 private避免外部直接创建对象Singleton(const Singleton) delete; // 禁止拷贝构造函数Singleton operator(const Singleton) delete; // 禁止拷贝赋值运算符
};在这个实现中构造函数被设为 private这意味着外部无法直接创建 Singleton 类的对象。Singleton 类提供了一个公共的静态成员函数 getInstance()该函数返回 Singleton 类的唯一实例。getInstance() 函数使用了懒汉式的实现方式在第一次调用时才创建实例。
为了避免通过拷贝构造函数和拷贝赋值运算符创建多个实例我们将这两个函数设为 deleted这样就可以确保 Singleton 类的实例始终是唯一的。
使用单例模式可以确保某个类在运行时只有一个实例从而避免了多个实例之间可能出现的竞态条件或冲突。单例模式在某些情况下很有用例如全局日志对象或配置文件对象。
