C++中的单例类模板

对于单例模式，我们都已经很熟悉了，这里我们来亲手制作一个单例类模板：

• 目标：某些类在整个系统生命期中最多只能有一个对象存在（Single Instance）
• 要控制类的对象数目，必须对外隐藏构造函数
• 思路：
  • 将构造函数的访问属性设置为private
  • 定义instance并初始化为NULL
  • 当需要使用对象时，访问instance的值
    • 空值：创建对象，并用instance标记
    • 非空值：返回instance标记的对象

代码为下：

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class SObject
{
    //定一个指针
    static SObject* c_instance;
    SObject(const SObject&);
    SObject& operator= (const SObject&);
    
    SObject()
    {
    }
public:
    static SObject* GetInstance();
    
    void print()
    {
        cout << "this = " << this << endl;
    }
};

//初始化指针
SObject* SObject::c_instance = NULL;
//初始化的时候判断这个指针是否指空
SObject* SObject::GetInstance()
{
    if( c_instance == NULL )
    {
        c_instance = new SObject();
    }
    
    return c_instance;
}

int main()
{
    SObject* s = SObject::GetInstance();
    SObject* s1 = SObject::GetInstance();
    SObject* s2 = SObject::GetInstance();
    
    s->print();
    s1->print();
    s2->print();
    
    return 0;
}

运行结果为：

this = 0x7ff9a2c02680
this = 0x7ff9a2c02680
this = 0x7ff9a2c02680

虽然实现了需求，但是也存在了几个问题：

• 需要使用单例模式时：
  • 必须定义静态成员变量 c_instance
  • 必须定义静态成员函数GetInstance( )
• 解决方案
  • 将单例模式相关的代码抽取出来，开发单例类模块。当需要单例类时，直接使用单例类模板。

再来写一个示例：

Singleton.h类

#ifndef _SINGLETON_H_
#define _SINGLETON_H_

template
< typename T >
class Singleton
{
    static T* c_instance;
public:
    static T* GetInstance();
};

template
< typename T >
T* Singleton<T>::c_instance = NULL;

template
< typename T >
T* Singleton<T>::GetInstance()
{
    if( c_instance == NULL )
    {
        c_instance = new T();
    }
    
    return c_instance;
}

#endif

调用类：

#include <iostream>
#include <string>
#include "Singleton.h"

using namespace std;

class SObject
{
    //使用友元
    friend class Singleton<SObject>;    // 当前类需要使用单例模式
    
    SObject(const SObject&);
    SObject& operator= (const SObject&);
    
    SObject()
    {
    }
public:
    
    void print()
    {
        cout << "this = " << this << endl;
    }
};

int main()
{
    SObject* s = Singleton<SObject>::GetInstance();
    SObject* s1 = Singleton<SObject>::GetInstance();
    SObject* s2 = Singleton<SObject>::GetInstance();
    
    s->print();
    s1->print();
    s2->print();
    
    return 0;
}

运行结果为：

this = 0x7fc241402680
this = 0x7fc241402680
this = 0x7fc241402680