单例模式确保类唯一实例并提供全局访问点,C++中常用局部静态变量实现(饿汉模式),线程安全且简洁;推荐禁用拷贝与赋值,优先使用C++11后局部静态初始化特性,避免内存泄漏与并发问题。

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++ 中实现单例模式时,关键在于控制构造函数的访问、定义静态实例和提供静态获取方法。以下是几种常见的 C++ 单例实现方式,适用于不同场景。
懒汉模式(线程不安全)
懒汉模式在第一次调用时创建实例,适合启动较慢但不一定使用的场景。
class Singleton {private: static Singleton* instance; Singleton() = default; // 私有构造函数public: static Singleton* getInstance() { if (instance == nullptr) { instance = new Singleton(); } return instance; }};// 静态成员初始化Singleton* Singleton::instance = nullptr;
这种方式简单,但在多线程环境下可能创建多个实例,不推荐用于并发程序。
线程安全的懒汉模式(使用 std::call_once)
利用 std::call_once 和 std::once_flag 确保只初始化一次,是推荐的线程安全做法。
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#includeclass Singleton {private:static std::once_flag onceFlag;static Singleton instance;Singleton() = default;public:static Singleton getInstance() {std::call_once(onceFlag, []() {instance = new Singleton();});return instance;}};
// 静态变量定义std::once_flag Singleton::onceFlag;Singleton* Singleton::instance = nullptr;
该方式保证多线程下也只创建一次实例,代码清晰且安全。
饿汉模式(线程安全)
在程序启动时就创建实例,天然线程安全,因为没有竞态条件。
class Singleton {private: Singleton() = default;public: static Singleton& getInstance() { static Singleton instance; // 局部静态变量,C++11 起线程安全 return instance; }};
这是最简洁、最常用的实现方式。局部静态变量在首次访问时初始化,之后直接返回,且 C++11 标准保证其初始化是线程安全的。
带自动释放的单例(防内存泄漏)
为避免手动管理内存,可以加入内部嵌套类或智能指针来自动释放资源。
class Singleton {private: Singleton() = default; struct Deleter { ~Deleter() { if (Singleton::instance != nullptr) { delete Singleton::instance; Singleton::instance = nullptr; } } }; static Deleter deleter;public: static Singleton* getInstance() { static Singleton inst; instance = &inst; return instance; } static Singleton* instance;};Singleton* Singleton::instance = nullptr;Singleton::Deleter deleter;
通过析构器自动清理,避免内存泄漏。不过更现代的做法是直接使用局部静态对象,由 C++ 运行时管理生命周期。
基本上就这些常见写法。推荐优先使用局部静态变量版本的饿汉模式,简洁、线程安全、无需手动释放。不复杂但容易忽略细节,比如构造函数私有、拷贝控制等。记得禁用拷贝和赋值:
Singleton(const Singleton&) = delete;Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;
以上就是c++++ 单例模式实现 c++设计模式代码实例的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!
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