C++学习Day04之单例模式-编程知识

C++学习Day04之单例模式

一、程序及输出

1.1 饿汉式实例

#include<iostream>
using namespace std;
#include <string>
class Printer
{
public:static Printer * getInstance()//获取实例方法{return printer;}void printText(string text){m_Count++;cout << text << endl;}int m_Count;private:Printer() //单例构造函数{ m_Count = 0;cout << "打印机构造调用" << endl; };Printer(const Printer & p){};//拷贝构造函数static Printer * printer;//单例实体};Printer * Printer::printer = new Printer();//类外初始化void test01()
{Printer * p1 = Printer::getInstance();p1->printText("入职证明");p1->printText("离职证明");p1->printText("加薪申请");p1->printText("旅游申请");cout << "打印机使用次数： " << p1->m_Count << endl;Printer * p2 = Printer::getInstance();p2->printText("调休申请");cout << "打印机使用次数： " << p1->m_Count << endl;}int main(){cout << "mian函数调用" << endl;    //单例模式编译阶段就分配内存，所以单例模式的构造函数会先打印。test01();system("pause");return EXIT_SUCCESS;
}

输出：
在这里插入图片描述

可以看到，单例的创建是在全局作用域中进行初始化，编译阶段就分配内存，所以单例模式的构造函数会先打印

1.2 饿汉式单例

饿汉式单例模式：
在程序启动时即创建单例实例。这样可以确保在多线程环境下也不会出现多个实例被创建的情况。
实现方式是将构造函数私有化，然后在类的内部定义一个静态成员变量来保存单例实例，并提供一个静态成员函数用于获取该实例。

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

跟我们最开始的实例框架结构一致

1.3 懒汉式单例

懒汉式单例模式：
在需要时才创建单例实例。这种方式可能需要考虑多线程环境下的线程安全性。
实现方式是将构造函数私有化，然后在类的内部定义一个静态成员变量指针，并在静态成员函数中进行实例化。

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

1.4 线程安全的懒汉式单例

线程安全的懒汉式单例模式：
在懒汉式单例模式的基础上，通过加锁等手段来确保在多线程环境下也只有一个实例被创建。
可以使用互斥锁（mutex）或双重检查锁定（double-checked locking）等方式来实现线程安全的单例模式。

class Singleton {
public:static Singleton * getInstance() {if (instance == nullptr) {std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex);if (instance == nullptr) {instance = new Singleton();}}return instance;}private:Singleton() {}static Singleton * instance;static std::mutex mutex;
};Singleton * Singleton::instance = nullptr;
std::mutex Singleton::mutex;