c++如何实现单例模式_c++单例模式实现方法-C++-PHP中文网

c++如何实现单例模式_c++单例模式实现方法

裘德小鎮的故事

发布： 2025-09-29 18:03:01

原创

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单例模式通过私有构造函数、静态实例和全局访问点确保类唯一实例。1. 懒汉模式延迟初始化，需加锁保证线程安全；2. 饿汉模式程序启动即创建，线程安全但可能浪费资源；3. 局部静态变量法（C++11）最推荐，线程安全、简洁且自动管理生命周期，配合删除拷贝和赋值操作确保唯一性。

c++如何实现单例模式_c++单例模式实现方法

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，实现单例模式需要控制构造函数的访问、定义静态实例以及提供静态获取方法。以下是几种常见的实现方式。

懒汉模式（延迟初始化）

实例在第一次使用时才创建，适合资源敏感场景。

特点： 延迟加载，但需处理多线程安全问题。

基础实现：

class Singleton {
private:
    static Singleton* instance;
    Singleton() {}  // 私有构造函数
<p>public:
static Singleton* getInstance() {
if (instance == nullptr) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
};</p><p>// 静态成员定义
Singleton* Singleton::instance = nullptr;</p>

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上述版本在多线程环境下不安全。加锁后线程安全版本：

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

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饿汉模式（程序启动时初始化）

实例在程序启动时就创建，无需考虑多线程问题。

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特点： 线程安全，但可能浪费资源。

实现方式：

class Singleton {
private:
    Singleton() {}
    static Singleton instance;  // 静态成员变量
<p>public:
static Singleton& getInstance() {
return instance;
}
};</p><p>// 定义静态成员
Singleton Singleton::instance;

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由于静态变量在程序启动时初始化，天然线程安全，适用于对象创建开销小且一定会使用的场景。

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方式。

class Singleton {
private:
    Singleton() {}
    ~Singleton() {}
<p>public:
Singleton(const Singleton&) = delete;
Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>static Singleton& getInstance() {
    static Singleton instance;  // 局部静态变量
    return instance;
}

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}; 优点： 自动管理生命周期，线程安全，代码简洁。

利用了“局部静态变量只初始化一次”的特性，编译器保证线程安全，无需手动加锁。