【C++ 设计模式】3.单例模式

• 单例模式：一种创建型设计模式

• 应用场景：

  1. 日志系统 。一个项目中应该只有一个日志系统，则应当确保日志对象只能被创建一份。
  2. 全局数据存储。C++中应尽量避免全局变量的使用。可以通过一个数据类专门负责存储数据，该类只存在一个实例化对象，其他各类可以在其中存储需要传递的数据。

• 实现方式：

  首先，将类的构造函数、拷贝构造函数设为私有属性，则无法在类外通过new生成该类对象。
  然后，提供一个获取类唯一实例的公有接口，外部只能通过该接口获得该类的实例化对象。
  最后，在该公有接口中通过静态变量，确保该类只实例化了一次。

• 优点：

  通过单例模式，可以实现类之间的数据传输，而不必写各类两两之间的通信接口，降低了代码的复杂度。

• 缺点：

  单例模式的实现有多种模式，本文示范的代码并没有考虑多线程情况，在多线程下可能会生成多份实例。后续会将改进的单例模式更新在下方。

以下是单例模式的简易代码实现：

// Singleton.hpp
#include <iostream>
using namespace std;

// 日志单件类
class LogSingleton {
public:
    // 对外提供获取唯一实例的接口
    static LogSingleton* Instance() {
        if (NULL == m_pInstance) {
            // 只第一次调用此接口时创建实例化对象
            m_pInstance = new LogSingleton();
        }
        return m_pInstance;
    }

    // 展示当前日志
    void Look() {
        printf("%s\n", strLog.c_str());
    }

    // 写入日志
    void Write(string strNew) {
        strLog += strNew;
    }
    
    // 内存回收
    ~LogSingleton() {
        if (NULL != m_pInstance) {
            delete m_pInstance;
            m_pInstance = NULL;
        }
    }

private:
    // 将构造、拷贝构造函数设为私有
    LogSingleton() {}
    LogSingleton(LogSingleton& oLog) {}

    static LogSingleton* m_pInstance; // 指向唯一实例的指针
    string strLog;
};

// 记得将static指针初始化
LogSingleton* LogSingleton::m_pInstance = NULL;

主函数中的使用

#include "Singleton.hpp"
int main()
{
    LogSingleton* pUserA = LogSingleton::Instance();
    pUserA->Write("Hello");

    LogSingleton* pUserB = LogSingleton::Instance();
    pUserB->Look();
    return 0;
}

控制台输出结果

Hello