C++设计模式之Singleton

【 tulaoshi.com - 编程语言 】

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() ;
　　}