单例设计模式 - 在类外显式声明构造函数

Posted 2023-02-24

【中文标题】单例设计模式 - 在类外显式声明构造函数

【英文标题】：Singleton Design Pattern - Explicitly stating a Constructor outside the class

【发布时间】：2016-08-15 12:53:12

【问题描述】：

我试图实现单例模式，假设只使用私有构造函数、类的私有实例和公共静态方法来返回实例。但是我在Visual Studio中遇到了以下代码的错误

// Singleton Invoice
#include <iostream>
using namespace std;

class Singleton 
public:
  //Public Static method with return type of Class to access that instance.
  static Singleton* getInstance();
private:
  //Private Constructor
  Singleton();
  //Private Static Instance of Class
  static Singleton* objSingleton;
;

Singleton* Singleton::objSingleton = NULL;

Singleton* Singleton::getInstance() 
  if (objSingleton == NULL) 
    //Lazy Instantiation: if the instance is not needed it will never be created
    objSingleton = new Singleton();
    cout << "Object is created" << endl;
  
  else
  
    cout << "Object is already created" << endl;
  
  return objSingleton;


int main() 
  Singleton::getInstance();
  Singleton::getInstance();
  Singleton::getInstance();
  return 0;

错误为：

LNK2019 未解析的外部符号“private: __thiscall Singleton::Singleton(void)”(??0Singleton@@AAE@XZ) 在函数“public: static class Singleton * __cdecl Singleton::getInstance(void)”(? getInstance@Singleton@@SAPAV1@XZ)

然后我解决了错误，但重写了类外的构造函数

Singleton::Singleton() 

我想知道错误的原因以及为什么需要在类之外显式编写构造函数。

【问题讨论】：

我认为这是因为您声明了构造函数但没有实现它。顺便说一句，你是范莎学院的学生吗？只是好奇

您正在创建指向您的 getInstance 方法和单例对象的指针。您是否尝试过在 main 中取消引用？

@kburlz 我是布里奇波特大学的学生 :D ，这是我的教授在互联网上找到的一个例子来教我们单例模式，所以当我自己编写它时，我遇到了问题并且很好奇。我想您可能已经通过相同的示例进行了教学：D

@almostcolin 当我第一次看到错误时，我在想编译器可能无法区分静态对象和 get 方法，所以当我回顾讲座幻灯片时，我注意到了构造函数明确指定

C++ Singleton design pattern的可能重复

【参考方案1】：

在类中只声明了构造函数，没有定义。定义包括函数体。是在类中内联定义它还是在类外定义它并不重要（就像你所做的那样），但有一点区别是，在类中定义它隐式为 inline。

---

在其他新闻中：

单例通过避免例如静态初始化顺序惨败，但在隐形通信线路和副作用方面存在相同的问题。最好避免。

如果在相应的全局变量被销毁后您不需要单例来持久化，那么只需使用简单的 Meyers 单例即可。

这是 Meyers 的单身人士：

class Foo

private:
    Foo() 
public:
    static auto instance()
        -> Foo&
    
        static Foo the_instance;
        return the_instance;
    
;

【讨论】：

那么，我是否正确地假设静态变量 Foo 仅在调用函数时创建？与创建静态变量并在从不使用变量时引入低效率的普通单例不同？

@PagadalaVikramaditya：是的，没错。它是在第一次执行通过声明时创建的，这是第一次调用instance。在 C++11 及更高版本中，这甚至是线程安全的。

【参考方案2】：

默认构造函数需要一个主体：

你可以改变

Singleton();

到

Singleton();

在类中，它应该可以工作。

【参考方案3】：

在 C++11 中，我们可以使用“默认”说明符来指示编译器创建构造函数的默认实现。

请参阅下面对我有用的代码 sn-p：

class Singleton

    static Singleton* m_instance;
    Singleton()=default;   /* Note the use of default specifier here*/
public:
    Singleton(const Singleton&) = delete;
    Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;
    static Singleton* getInstance()
    
        if(!m_instance)m_instance= new Singleton();
        return m_instance;
    
;

【参考方案4】：

在 Meyer 单例的演变中，我更喜欢值语义单例，原因在下面的代码中提到：

class singleton

  // private implementation
  struct impl 
    void do_something()  
  ;

  // private decision as to whether it's really a singleton and what its lifetime
  // will be
  static impl& instance()  static impl _impl; return _impl; 

public:
  // public interface defers to private lifetime policy and implementation
  void do_something()  instance().do_something(); 
;

void something(singleton s)

  s.do_something();


int main()

  // we can now pass singletons by value which gives many benefits:
  // 1) if they later become non-singletons, the code does not have to change
  // 2) the implementation can be private so better encapsulation
  // 3) we can use them in ADL more effectively
  auto x = singleton();
  something(x);
  something(singleton());

【参考方案5】：

帕加达拉是对的。缺少构造函数定义，因此链接器错误