在 c++++ 中实现单例模式有两种主要方法:使用 static 变量(eager):创建时立即生成实例,确保只有一个实例。使用函数指针(懒汉):惰性初始化,仅在需要时创建实例。

如何在 C++ 中实现单例设计模式
单例模式是一种设计模式,它确保一个类只有一个实例,该实例在整个应用程序的生命周期中都可用。在 C++ 中,可以使用多种方法来实现单例模式。下面介绍最常见的方法:
方法 1:使用 static 变量
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使用 static 变量(也称为 Eager 方式)是实现单例模式的最简单方法。在 C++ 中,可以使用以下代码创建一个单例类:
class Singleton {private: static Singleton* instance; // 静态变量 Singleton() {} // 构造函数为私有public: static Singleton* getInstance() { if (instance == nullptr) { instance = new Singleton(); } return instance; }};Singleton* Singleton::instance = nullptr; // 初始化静态变量
在这个类中,instance 静态变量存储了该类的唯一实例。getInstance 方法检查 instance 是否为 nullptr,如果是,它会创建一个新实例,否则它会返回现有的实例。
实战案例:
假设你有一个日志记录类,它需要在应用程序中记录信息。要确保只有一个日志记录器实例,你可以使用单例模式:
class Logger {private: static Logger* instance; // 静态变量 Logger() {} // 构造函数为私有public: static Logger* getInstance() { if (instance == nullptr) { instance = new Logger(); } return instance; } void log(const string& message) { // 将 message 写入日志文件中 }};Logger* Logger::instance = nullptr; // 初始化静态变量// 在应用程序中:Logger* logger = Logger::getInstance();logger->log("这是一条信息");
在这种情况下,Logger 类只能创建一个实例,该实例可以在应用程序的任何位置使用。
方法 2:使用函数指针
使用函数指针(也称为懒汉方式)是另一种实现单例模式的方法。在 C++ 中,可以使用以下代码创建一个单例类:
class Singleton {private: static Singleton* instance; // 静态变量 Singleton() {} // 构造函数为私有public: static Singleton* getInstance() { if (instance == nullptr) { static Singleton instance; // 创建静态局部变量 instance = &instance; } return instance; }};Singleton* Singleton::instance = nullptr; // 初始化静态变量
在这个类中,instance 静态变量指向该类的唯一实例。getInstance 方法检查 instance 是否为 nullptr,如果是,它会创建一个新的静态局部变量,然后将其赋值给 instance。
实战案例:
假设你有一个数据库连接管理类,它需要提供对数据库的访问。要确保只有一个连接管理器实例,你可以使用单例模式:
class DatabaseConnectionManager {private: static DatabaseConnectionManager* instance; // 静态变量 DatabaseConnectionManager() {} // 构造函数为私有public: static DatabaseConnectionManager* getInstance() { if (instance == nullptr) { static DatabaseConnectionManager instance; // 创建静态局部变量 instance = &instance; } return instance; } void connect() { // 连接到数据库 }};DatabaseConnectionManager* DatabaseConnectionManager::instance = nullptr; // 初始化静态变量// 在应用程序中:DatabaseConnectionManager* connectionManager = DatabaseConnectionManager::getInstance();connectionManager->connect();
在这种情况下,DatabaseConnectionManager 类只能创建一个实例,该实例可以在应用程序的任何位置使用,从而确保只有一个数据库连接。
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