c++中如何实现单例模式_C++设计模式之单例模式实现详解

单例模式确保类唯一实例并提供全局访问点，C++中常用懒汉、饿汉和局部静态变量三种实现方式。1. 懒汉模式延迟初始化但需加锁保证线程安全；2. 饿汉模式程序启动即创建实例，线程安全但可能浪费资源；3. 局部静态变量法自C++11起线程安全，代码简洁且支持延迟初始化，为推荐写法。使用时需注意构造函数不调用虚函数、避免继承、合理管理生命周期及析构顺序问题，建议优先采用局部静态变量实现。

单例模式是一种常用的设计模式，确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。在C++中实现单例模式需要注意线程安全、构造顺序和资源释放等问题。下面介绍几种常见的实现方式。

懒汉模式（Lazy Initialization）

懒汉模式在第一次使用时才创建实例，适合初始化开销较大的情况。

class Singleton {
private:
    static Singleton* instance;
    Singleton() {}
public:
    static Singleton* getInstance() {
        if (instance == nullptr) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
};
Singleton* Singleton::instance = nullptr;

这种方式在多线程环境下可能创建多个实例，因此需要加锁保证线程安全。

#include <mutex>
class Singleton {
private:
    static Singleton* instance;
    static std::mutex mtx;
    Singleton() {}
public:
    static Singleton* getInstance() {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
        if (instance == nullptr) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
};
Singleton* Singleton::instance = nullptr;
std::mutex Singleton::mtx;

饿汉模式（Eager Initialization）

饿汉模式在程序启动时就创建实例，天然线程安全，但可能浪费资源。

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class Singleton {
private:
    static Singleton instance;
    Singleton() {}
public:
    static Singleton& getInstance() {
        return instance;
    }
};
Singleton Singleton::instance;

由于静态成员变量在程序加载时初始化，不存在多线程竞争问题，简单可靠。

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局部静态变量（推荐写法）

C++11 起，局部静态变量的初始化是线程安全的，这是最简洁且安全的实现方式。

class Singleton {
private:
    Singleton() {}
public:
    static Singleton& getInstance() {
        static Singleton instance;
        return instance;
    }
};

这种写法自动保证线程安全，代码简洁，延迟初始化，无需手动管理内存。

注意事项与优化

使用单例模式时需注意以下几点：

• 避免在构造函数中调用虚函数，可能导致未定义行为
• 考虑是否需要支持继承，单例通常不设计为基类
• 若使用指针形式，应提供销毁接口或使用智能指针管理生命周期
• 在程序结束时若仍有单例对象被引用，需防止析构顺序问题

对于需要显式释放资源的情况，可增加 release 方法：

static void release() {
    if (instance != nullptr) {
        delete instance;
        instance = nullptr;
    }
}

基本上就这些。局部静态变量的方式是最推荐的现代C++实现方法，简洁且安全。

以上就是c++++中如何实现单例模式_C++设计模式之单例模式实现详解的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！