c++中怎么实现单例模式_c++单例设计模式实现方法-C++-PHP中文网

c++中怎么实现单例模式_c++单例设计模式实现方法

裘德小鎮的故事

发布： 2025-10-10 18:14:02

原创

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单例模式通过私有构造函数、禁止拷贝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. 饿汉模式启动时创建，天然线程安全但可能浪费资源；3. 局部静态变量法（C++11）最推荐，兼具懒加载、线程安全与自动析构；4. 注意禁用拷贝、避免内存泄漏及析构顺序问题。

c++中怎么实现单例模式_c++单例设计模式实现方法

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，关键在于控制构造函数的访问、禁止拷贝，并保证线程安全和资源释放。以下是几种常见的实现方式。

1. 懒汉模式（延迟初始化）

懒汉模式在第一次使用时才创建实例，适合实例创建开销大或不一定用到的场景。

基础版本（非线程安全）：

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>Singleton* Singleton::instance = nullptr;</p><p><span>立即学习</span>“<a href="https://pan.quark.cn/s/6e7abc4abb9f" style="text-decoration: underline !important; color: blue; font-weight: bolder;" rel="nofollow" target="_blank">C++免费学习笔记（深入）</a>”；</p>

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多线程环境下可能多个线程同时进入判断，导致多次创建。改进为线程安全版本：

#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;</p>

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2. 饿汉模式（程序启动时初始化）

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。

class Singleton {
private:
    static Singleton instance;
    Singleton() {}
<p>public:
static Singleton& getInstance() {
return instance;
}
};</p><p>Singleton Singleton::instance;  // 全局初始化</p>
                    <div class="aritcle_card">
                        <a class="aritcle_card_img" href="/ai/2339">
                            <img src="https://img.php.cn/upload/ai_manual/001/246/273/175946163738112.png" alt="设计师AI工具箱">
                        </a>
                        <div class="aritcle_card_info">
                            <a href="/ai/2339">设计师AI工具箱</a>
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                                <img src="/static/images/card_xiazai.png" alt="设计师AI工具箱">
                                <span>124</span>
                            </div>
                        </div>
                        <a href="/ai/2339" class="aritcle_card_btn">
                            <span>查看详情</span>
                            <img src="/static/images/cardxiayige-3.png" alt="设计师AI工具箱">
                        </a>
                    </div>

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由于静态成员在程序加载时完成初始化，不存在多线程竞争问题，简单可靠。

3. 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，这是最简洁且高效的实现方式。

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

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};

这种方式兼具懒加载、线程安全、自动析构的优点，无需手动管理内存，也不依赖外部锁。