C++设计模式之Singleton

王朝c/c++·作者佚名  2008-06-01
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一、功能 保证一个类仅有一个实例。 三、优缺点Singleton模式是做为"全局变量"的替代品出现的。所以它具有全局变量的特点:全局可见、贯穿应用程序的整个生命期,它也具有全局变量不具备的性质:同类型的对象实例只可能有一个。

四、实现

教科书上的Singleton定义如下:

class Singleton

{

public:

static Singleton* Instance() ;

protected:

Singleton() {}

private:

static Singleton *_instance ;

Singleton(const Singleton&) ;

Singleton& operator=(const Singleton&) ;

} ;

Singleton* Singleton::_instance = NULL ;

Singleton* Singleton::Instance()

{

(_instance == NULL) ? _instance = new Singleton() : 0 ; //lazy initialization

return _instance ;

}

(1)因为返回的是指针,为防止用户调用delete函数,可把static Singleton *_instance;改为在Instance()中定义static Singleton _instance。这样显然更安全,同时也具有lazy initialization的特性(即第一次访问时才创建)。

(2)假设需要从Singleton派生子类,而子类也需要有同样的性质,既只能创建一个实例。我觉得,这很难办。根本原因在于Instance()函数不是虚函数,不具有多态的性质。一种常用方法是把Instance()函数移到子类中,这时就只能用static Singleton *_instance,而不能用static Singleton _instance了,除非把_instance也要移到子类,无论怎么做都不优雅。另一种方法是用模板。具体用什么方法,只能根据实际情况权衡。

五、示例代码

(1)没子类的情况

namespace DesignPattern_Singleton

{

class Singleton

{

public:

static Singleton* Instance() { static Singleton _instance ; return &_instance ; }

protected:

Singleton() {}

private:

Singleton(const Singleton&) ;

Singleton& operator=(const Singleton&) ;

} ;

}

客户端代码:

{

using namespace DesignPattern_Singleton ;

Singleton *p = Singleton::Instance() ;

......

}

(2)有子类的情况

方法一:

namespace DesignPattern_Singleton

{

// class Singleton

class Singleton

{

protected:

Singleton() {}

static Singleton *_instance ;

private:

Singleton(const Singleton&) ;

Singleton& operator=(const Singleton&) ;

} ;

Singleton* Singleton::_instance = NULL ;

// class ConcreteSingleton

class ConcreteSingleton : public Singleton

{

public:

static Singleton* Instance() ;

protected:

ConcreteSingleton() {}

} ;

Singleton* ConcreteSingleton::Instance()

{

(_instance == NULL) ? _instance = new ConcreteSingleton() : 0 ;

return _instance ;

}

}

客户端代码:

{

using namespace DesignPattern_Singleton ;

Singleton *p = ConcreteSingleton::Instance() ;

}

方法二:

namespace DesignPattern_Singleton

{

// class Singleton

class Singleton

{

protected:

Singleton() {}

private:

Singleton(const Singleton&) ;

Singleton& operator=(const Singleton&) ;

} ;

// class ConcreteSingleton

class ConcreteSingleton : public Singleton

{

public:

static Singleton* Instance() { static ConcreteSingleton _instance ; return &_instance ; }

protected:

ConcreteSingleton() {}

} ;

}

客户端代码:

{

using namespace DesignPattern_Singleton ;

Singleton *p = ConcreteSingleton::Instance() ;

}

方法三:

namespace DesignPattern_Singleton

{

template < class T >

class Singleton

{

public:

static T* Instance() { static T _instance ; return &_instance ; }

protected:

Singleton() {}

private:

Singleton(const Singleton &) ;

Singleton& operator=(const Singleton&) ;

} ;

class ConcreteSingleton : public Singleton< ConcreteSingleton > {} ;

}

客户端代码

{

using namespace DesignPattern_Singleton ;

ConcreteSingleton *p = ConcreteSingleton::Instance() ;

}

 
 
 
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