c++单例模式(Singleton)多种实现方式及最优比较

server/2024/12/22 18:32:52/

前言

关于C++单例模式的写法,大家都很熟悉。早期的设计模式中有代码示例。比如:

class Singleton {private: static Singleton *instance;public: static Singleton *getInstance() {if (NULL == instance)instance = new Singleton();return instance;}
};

它的缺点:线程不安全,指针资源没有释放。

自从C++11推出后,单例模式有了更优秀的写法,下面来介绍下。

使用 std::call_once 实现

#include <iostream>
#include <mutex>
#include <memory>class Singleton {
private:Singleton() { std::cout << "Singleton constructed." << std::endl; }static std::once_flag initInstanceFlag;static std::unique_ptr<Singleton> instance;// 删除拷贝构造函数和赋值操作符Singleton(const Singleton&) = delete;Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;public:static Singleton& getInstance() {std::call_once(initInstanceFlag, []() {instance.reset(new Singleton());});return *instance;}void someMethod() {std::cout << "Method of the singleton" << std::endl;}~Singleton() {std::cout << "Singleton destructed." << std::endl;}
};std::once_flag Singleton::initInstanceFlag;
std::unique_ptr<Singleton> Singleton::instance;// 使用示例
void threadFunction() {Singleton& singleton = Singleton::getInstance();singleton.someMethod();
}int main() {std::thread t1(threadFunction);std::thread t2(threadFunction);t1.join();t2.join();return 0;
}

优点:线程安全、内存安全。显式控制初始化过程,适合需要延迟初始化的场景。

使用局部静态变量实现(C++11及以后)

#include <iostream>
#include <memory>class Singleton {
private:Singleton() { std::cout << "Singleton constructed." << std::endl; }// 关闭拷贝构造函数、右值拷贝构造函数和赋值操作符Singleton(const Singleton&) = delete;Singleton(const Singleton &&) = delete;Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;public:static Singleton& getInstance() {static Singleton instance;return instance;}void someMethod() {std::cout << "Method of the singleton" << std::endl;}~Singleton() {std::cout << "Singleton destructed." << std::endl;}
};// 使用示例
void threadFunction() {Singleton& singleton = Singleton::getInstance();singleton.someMethod();
}int main() {std::thread t1(threadFunction);std::thread t2(threadFunction);t1.join();t2.join();return 0;
}

优点:线程安全。代码最简洁,由C++11标准保证线程安全,适合大多数场景。
缺点:适用于不复杂的工程。因为如果静态类之间有依赖,可能会导致C++的一些未定义的行为。

Meyers 的版本

Scott Meyers 是 Effective C++系列的作者,他最早提供了简洁版本的 Singletion 模型。根据他提供的模型,可以写出线程安全又简单的单例模式。代码如下:

#include <stdio.h>class singleton {static singleton &instance() {static singleton instance;return instance;} // instancesingleton(const singleton &) = delete;singleton & operator = (const singleton &) = delete;private:singleton() {}~singleton() {}public:void out(){ printf("out\n"); }
}; // struct singletonint main() {singleton::instance().out();return 0;
}

缺点:单一的实例总是在 main() 开始之前被初始化的,该实现无法做到 lazyinit。
优化版本:

 template<typename T>class singleton {public:static T &instance();singleton(const singleton &) = delete;singleton &operator=(const singleton) = delete;protected:singleton() = default;};template<typename T>inline T &singleton<T>::instance() {static const std::unique_ptr<T> instance{new T{token{}}};return *instance;}

优点:线程安全、内存安全。

鸿蒙单例实现

线程安全、内存安全、延迟加载、支持lazyinit、实现单例模板。当前在使用中,代码可靠。
使用说明,请点这里。
下面只展示DelayedSingleton实现示例。完整代码以及其它几种单例实现,请点这里。

template<typename T>
class DelayedSingleton : public NoCopyable {
public:static std::shared_ptr<T> GetInstance();static void DestroyInstance();private:static std::shared_ptr<T> instance_;  instance.static std::mutex mutex_; 
};template<typename T>
std::shared_ptr<T> DelayedSingleton<T>::instance_ = nullptr;template<typename T>
std::mutex DelayedSingleton<T>::mutex_;template<typename T>
std::shared_ptr<T> DelayedSingleton<T>::GetInstance()
{if (instance_ == nullptr) {std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);if (instance_ == nullptr) {std::shared_ptr<T> temp(new (std::nothrow) T);instance_ = temp;}}return instance_;
}template<typename T>
void DelayedSingleton<T>::DestroyInstance()
{std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);if (instance_ != nullptr) {instance_.reset();instance_ = nullptr;}
}

http://www.ppmy.cn/server/109563.html

相关文章

jenkins发送html邮件配置步骤与注意事项?

jenkins发送html邮件如何实现&#xff1f;Jenkins的配置方法&#xff1f; 通过jenkins发送html邮件&#xff0c;开发团队可以及时获取构建状态的详细报告&#xff0c;从而快速响应问题&#xff0c;提高工作效率。AokSend将详细介绍jenkins发送html邮件的配置步骤与注意事项&am…

cesium加载在线3dtiles

1、通过cesium.ion官网申请一个Access Tokens 2、加载在线建筑物白膜&#xff0c;代码如下&#xff1a; const tileset viewer.scene.primitives.add( await Cesium.createOsmBuildings({ enableShowOutline: false }) ); 3、修改建筑物白膜样式 tileset.style new Cesiu…

贪心算法---合并区间

题目&#xff1a;以数组 intervals 表示若干个区间的集合&#xff0c;其中单个区间为 intervals[i] [starti, endi] 。请你合并所有重叠的区间&#xff0c;并返回 一个不重叠的区间数组&#xff0c;该数组需恰好覆盖输入中的所有区间 。 思路&#xff1a;对数组按照元素的sta…

第295题|关于 f “(x)f ‘(x)f(x) 的线性组合|武忠祥老师每日一题

这道题需要的前置知识&#xff1a; 已知&#xff1a;,且求证&#xff1a; 因为f(x)-f(x)>0,且>0&#xff0c;所以 ,单调递增。 令, ,得证。 这是一个关于f (x&#xff09;f(x) 的线性组合&#xff0c;所以看到与f (x&#xff09;f(x) 的线性组合就要联想到这个。 下面…

备战秋招60天算法挑战,Day28

题目链接&#xff1a; https://leetcode.cn/problems/climbing-stairs/ 视频题解&#xff1a; https://www.bilibili.com/video/BV1h1421t7W3/ LeetCode 70.爬楼梯 题目描述 假设你正在爬楼梯。需要n阶你才能到达楼顶。 每次你可以爬1或2个台阶。你有多少种不同的方法可以爬到…

.NET WPF 抖动动画

.NET WPF 抖动动画 文章目录 .NET WPF 抖动动画1. WPF 动画的基本概念2. 动画类型3. 使用XAML定义动画4. 使用代码后台定义动画5. 组合动画6. 动画控制7. 自定义动画8. 动画的性能优化9. Demo - 抖动动画1. WPF 动画的基本概念 动画(Animation):在WPF中,动画指的是在一段时…

基于RK3568平台opencv的图像采集、ffmpeg推流和Windows端拉流(多线程)

目录 一、概述二、环境要求2.1 硬件环境2.2 软件环境三、移植流程3.1 编写测试3.2 验证功能一、概述 本章节是针对ffmpeg移植到 Linux系统,运行在RK3568开发板上,首先创建一个线程opencv通过摄像头采集视频图像,接着再创建两个线程,其中一个线程获取采集的视频图像送给ffm…

8.30工作笔记

要做的事情&#xff1a; 1 测试剩下的三个因子&#xff1a;coppock 潮汐因子 云开雾散 2 整理需要时间序列的因子 以及截面因子 3 灾后重建多了一列&#xff0c;灾后重建’所有值都是nan&#xff0c;这里不仅是灾后重建&#xff0c;所有的都要改 4 coppock 潮汐因子 云开雾散在…