C++回顾之static与单例模式

单例模式是应用最多的一种设计模式，它要求每个类有且只能有一个实例对象，所以用C++设计一个单例模式的方法如下：

1 构造函数声明为私有； 这样就保证了不能随意构造一个对象

2 将拷贝构造函数与等号运算符声明为私有，并不提供他们的实现； 即禁止对象被拷贝。

3 在类中声明一个静态的全局访问接口；

4 声明一个静态的私有实例化指针；

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class Singleton

{

public:

//全局访问接口

static Singleton *GetInstance()

{

if( instance_ == NULL )

{

instance_ = new Singleton;

}

return instance_;

}

~Singleton()

{

cout << "~Singleton"<< endl;

}

private:

Singleton(const Singleton& other);

Singleton & operator=(const Singleton & other);

Singleton()

{

cout << "Singleton"<<endl;

}

static Singleton *instance_; //引用性声明

};

Singleton * Singleton::instance_; //定义性声明

int main(void)

{

Singleton *s1 = Singleton::GetInstance();

Singleton *s2 = Singleton::GetInstance(); //s2的地址等于s1，即指向同一对象

//Singleton s3(*s1); //既然是单例模式，是不允许被拷贝的。编译会出错

return 0;

}

上面就是单例类模式的C++实现，但是上述代码还有一个缺陷：单例类中申请的一些资源没有被释放，如instance_指向的空间没有被回收。一共有两种解决方式：

第一种解决方式：

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class Singleton

{

...

//提供一个回收接口，在应用中显示调用回收资源

static void Free()

{

delete instance_;

}

....

};

int main()

{

...

Singleton::Free(); //要显示调用进行资源回收

}

这种方式虽然能实现功能，但是不太方便，每次都要手动回收资源，这是它的缺点。

第二种解决方式：

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class Singleton

{

...

public:

class Garbo //资源回收机制

{

public:

~Garbo()

{

if( Singleton::instance_ != NULL )

{

delete instance_;

}

}

};

...

private:

...

static Garbo garbo_; //引用性声明

};

Singleton::Garbo Singleton::garbo_;//定义性声明

这种方式提供的处理方式显然要比第一种方式来的要便捷，因为它依靠内部提供的Garbo嵌套类来提供服务，当Singleton类生命周期结束时，Garbo的类对象garbo_也要销毁，它将调用析构函数,而在析构函数中又自动地释放了Singleton单例类申请的一些资源，这种实现就比较智能化。不需要手动释放资源。这是它的优势。

下面提供另一种实现C++单例类模式的方法:

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class Singleton

{

public:

static Singleton& GetInstance()

{

static Singleton instance_; return instance_;

}

~Singleton()

{

cout << "~Singleton"<<endl;

}

private:

Singleton()

{

cout << "Singleton "<<endl;

}

Singleton(const Singleton &other);

Singleton & operator=(const Singleton &other);

};

这种实现方式利用了static修改函数内部的变量，当第一次调用GetInstance函数时，系统将构造一个Singleton对象，在后续再次调用这个函数时，系统不再执行这个语句，也就不会再构造Singleton类对象了，而直接返回instance_本身。另外，当Singleton类对象生命周期结束时，对象会自动调用析构函数销毁，这里也就不存在申请资源之类的了，需要注意的是GetInstance()函数返回的是引用，这样就不会调用拷贝构造函数了，使用时也应该声明Singleton的引用，如下：

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int main()

{

Singleton &s1 = Singleton::GetInstance();

Singleton &s2 = Singleton::GetInstance(); //s1与s2是同一对象的引用

return 0;

}