设计模式【3】——单例模式(Singleton 模式)

105 阅读2分钟

开启掘金成长之旅!这是我参与「掘金日新计划 · 12 月更文挑战」的第3天。

前言

Singleton 模式解决问题十分常见,我们怎样去创建一个唯一的变量(对象)?在基于对象的设计中我们可以通过创建一个全局变量(对象)来实现,在面向对象和面向过程结合的设计范式(如 C++中)中,我们也还是可以通过一个全局变量实现这一点。但是当我们遇到了纯粹的面向对象范式中,这一点可能就只能是通过 Singleton 模式来实现。


一、单例模式(Singleton 模式)

在 Singleton 模式的结构图中可以看到,我们通过维护一个 static 的成员变量来记录这个唯一的对象实例。通过提供一个 staitc 的接口 instance 来获得这个唯一的实例。UML图如下:

单例模式示意图

二、具体源码

1.Singleton.h

代码如下(示例):

#pragma once

#ifndef _SINGLETON_H_ 
#define _SINGLETON_H_ 

#include <iostream>

class Singleton
{

public:

  static Singleton* Instance();

protected:

  Singleton();

private:

  static Singleton* _instance;
};
#endif //SINGLETON_H

2.Singleton.cpp

代码如下(示例):

#include "Singleton.h" 

Singleton* Singleton::_instance = 0;

Singleton::Singleton()
{
  std::cout << "Singleton...." << std::endl;
}

Singleton* Singleton::Instance()
{
  if (_instance == 0)
  {
    _instance = new Singleton();
  }
  return _instance;
}

3.main.cpp

#include "Singleton.h" 

int main(int argc, char* argv[])
{
  Singleton* sgn = Singleton::Instance();
  return 0;
}

三、运行结果

Singleton模式的运行结果如下: Singleton运行结果

总结

Singleton 模式的实现需要说明的是,Singleton 不可以被实例化,因此我们将其构造函数声明为 protected 或者直接声明为 private。 Singleton 模式在开发中经常用到,且不说我们开发过程中一些变量必须是唯一的,比如说打印机的实例等等。


本文参考《设计模式精解-GoF 23 种设计模式解析附 C++实现源码》,对内容进行整理,方便大家学习。如想学习详细内容,请参考此书。