第62课 单例类模板

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了第62课 单例类模板相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

1. 单例需求的提出

(1)在架构设计时,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)

(2)问题:如何定义一个类,使得这个类最多只能创建一个对象

2. 单例模式

(1)要控制类的对象数目,必须对外隐藏构造函数

(2)思路

  ①将构造函数的访问属性设置为private

  ②定义instance,并初始化为NULL

  ③提供静态函数getInstance来返回单例实例,并判断当instance的值为空时,并创建对象,并保存在instance指针中,非空值时直接返回instance标记的对象。

【编程实验】单例模式初探

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class SObject
{
    //静态c_instance,用于保存实例对象的指针
    static SObject* c_instance;
    
    //隐藏构造函数,拷贝构造、赋值操作符
    SObject(const SObject&);
    SObject& operator=(const SObject&);
    SObject(){}
public:
    static SObject* GetInstance();
    void print()
    {
        cout << "this = " << this << endl;
    }
};

SObject* SObject::c_instance = NULL;
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();   //打印出来的3个对象地址值一样,说明是单例
    s1->print();
    s2->print();
      
    return 0;
}

3. 单例类的设计

(1)存在问题

  必须为每个单例类定义c_instance静态成员变量GetInstance()静态成员函数。而这些不是类本身的职责,而且每个类都这样定义这两者也是个重复的劳动过程

(2)解决方案

  将单例模式相关的代码抽取出来,开发单例类模板。当需要单例类时,直接使用单例类模板

【编程实验】单例类模板

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

using namespace std;

class SObject
{
    //当前类需要使用单例模式
    //可以先忽略下一行代码,直接去看main中的函数,然后再回来理解
    //这里为什么要将Singleton<SObject>类声明为SObject类的友元类?
    //其目的是为了让Singleton<SObject>类内部可以调用SObject的己被
    //私有的构造函数
    friend class Singleton<SObject>;
    
    //要单例的类,须将构造函数、拷贝构造函数和赋值操作符隐藏起来
    //否则外界可以随便new
    SObject(const SObject&);
    SObject& operator=(const SObject&);
    SObject(){}
    
public:
    void print()
    {
        cout << "this = " << this << endl;
    }
};

int main()
{
    //Singleton<SObject>虽然是通过类模板产生的,但其实是一个实实在在
    //存在的新的类,然后通过这个类,去创建SObject类的一个实例,由于
    //Singleton<SObject>类内部的GetInstance控制了SObject对象的实例
    //的产生。因此,每个调用getInstance就只能获得SObject的一个对象。
//本质上,单例类模板是通过模板去创建一个类,然后利用这个类来控制另一个
//类对象的创建!
SObject* s = Singleton<SObject>::GetInstance(); SObject* s1 = Singleton<SObject>::GetInstance(); SObject* s2 = Singleton<SObject>::GetInstance(); s->print(); //打印出来的3个对象地址值一样,说明是单例 s1->print(); s2->print(); return 0; }

4. 小结

(1)单例模式是开发中最常用的设计模式之一

(2)单例模式的应用使得一个类最多只有一个对象

(3)可以将单例模式的相关的代码抽象成类模板

(4)需要使用单例模式的类直接使用单例类模板

以上是关于第62课 单例类模板的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

28.C++- 单例类模板(详解)

单例类模板

Java公开课-06.单例

C++单例模式与单例类模板

使用python中的构造函数限制在单例类中创建对象

单例类模板(五十一)