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c++中如何实现单例模式_设计模式之单例模式C++实现方法

穿越時空

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发布时间:2025-09-23 16:42:01

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来源于php中文网

原创

单例模式确保类唯一实例并提供全局访问点。通过私有构造函数、删除拷贝操作,静态方法获取实例。饿汉式在程序启动时创建实例,线程安全,适合确定使用场景;示例中静态成员变量直接初始化。懒汉式延迟初始化,C++11起局部静态变量实现线程安全,推荐现代C++使用;代码简洁且无需手动管理锁。手动加锁版本需用互斥量保护动态创建过程,适用于旧编译器或复杂初始化,但易出错不推荐新手。总结:优先选用局部静态变量的懒汉式,其次饿汉式,避免手动加锁。

c++中如何实现单例模式_设计模式之单例模式c++实现方法

单例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,关键在于控制构造函数的访问权限、禁止拷贝,并通过静态方法返回唯一实例。

饿汉式(Eager Initialization)

在程序启动时就创建实例,线程安全且实现简单。

特点: 实例在类加载时创建,不存在多线程竞争问题。

示例代码:

class Singleton {
private:
    static Singleton instance;  // 唯一实例
    Singleton() = default;      // 私有构造函数

public: Singleton(const Singleton&) = delete; Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

static Singleton& getInstance() {
    return instance;
}

void doSomething() {
    // 示例方法
}

};

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立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

// 静态成员定义 Singleton Singleton::instance;

懒汉式(Lazy Initialization)线程安全版本

延迟到第一次使用时才创建实例,适合资源敏感场景。需注意多线程环境下的安全性。

推荐方式: 利用局部静态变量的特性(C++11起保证线程安全)。

示例代码:

class Singleton {
private:
    Singleton() = default;

public: Singleton(const Singleton&) = delete; Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

static Singleton& getInstance() {
    static Singleton instance;  // 局部静态变量,自动线程安全
    return instance;
}

void doSomething() {
    // 示例方法
}

};

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

手动加锁的懒汉式(可选)

适用于较老的编译器或需要更复杂初始化逻辑的情况。

需要引入互斥量来保证线程安全。

#include 

class Singleton { private: static Singleton* instance; static std::mutex mtx; Singleton() = default;

public: Singleton(const Singleton&) = delete; Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

static Singleton* getInstance() {
    std::lock_guard lock(mtx);
    if (instance == nullptr) {
        instance = new Singleton();
    }
    return instance;
}

};

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

// 静态成员定义 Singleton* Singleton::instance = nullptr; std::mutex Singleton::mtx;

基本上就这些。现代C++推荐使用局部静态变量的懒汉式写法,简洁又安全。饿汉式适合确定必须使用的场景,而手动加锁的方式虽然灵活但容易出错,不建议新手使用。

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