Singleton模式在C 與C 中的實現

singleton

應該可以算是

gof的

23個模式中最簡單的乙個模式了，它有兩個要求：一是保證乙個類僅有乙個例項；二是提供乙個訪問它的全域性訪問點。這在實現中分別對應為：一是建構函式非

public

；二是提供乙個靜態函式作為全域性訪問點。 在

c#中，我們可以這麼寫：

public

class

examplesingleton

protected

static

examplesingleton instance 

=new

examplesingleton();

public

static

examplesingleton instance}//

this class's real functionalities

public

void

write()}//

use this singleton class

examplesingleton.instance.write();

類似的，c++中實現如下：

class

examplesingleton

public

:static

examplesingleton

&instance()

//this class's real functionalities

void

write()

};//

use this singleton class

examplesingleton::instance().write();

這樣寫的確符合了

singleton

的兩個要求，但是如果我們的系統中有許多個

singleton

類，而對於每乙個類，我們都要寫那些固定的，重複的**去支援其

singleton

的屬性。這不是乙個好現象，我們希望可以把這些固定的**提取出來，使我們的

singleton

類只需要專注於實現其真正的功能，相信很多人都聽說過這個做法：

singleton

模板基類。

對於c#：

//singleton base class, each class need to be a singleton should 

//derived from this class

public

class

singleton

<

t>

where t: 

new()

protected

static

t instance 

=new

t();

public

static

t instance}}

//concrete singleton class, derived from singleton

public

class

examplesingleton: singleton

<

examplesingleton

>

//this class's real functionalities

public

void

write()}//

use this singleton class

examplesingleton.instance.write();

這裡，我們把為了支援singleton功能的**提到乙個singleton<

t>的類模板當中，任何需要成為singlton的類，只需從其派生便自然獲得singleton功能。這裡的乙個問題是：為了支援模板類中的new()constraint，我們不得不把作為具體singleton類的派生類的建構函式作為public，這就導致我們無法在編譯期阻止使用者自行new出第二個，第三個例項來，但我們可以在執行期來進行檢查進而保證其實例的單一性，這就是這singleton基類建構函式的作用：

protected

singleton()

當然，有另外一種實現方法，那就是singleton基類不提供new() constraint, 這樣我們就可以讓examplesingleton的建構函式為非public,在要建立t例項的時候，由於不能使用new, 我們用reflection反射出型別t的非public建構函式並呼叫之。這樣，我們的確能保證編譯期例項的唯一性，但是由於用了反射，感覺**不是那麼的簡單優雅，並且對其效能持保留態度，所以不太傾向與這種方法。 

但畢竟是越早檢查出錯誤越好，所以大家如果有好的解決方案，不妨提出來一起討論討論。

而c++中由於提供了友元這個特性，實現起來要好一些：

//singleton base class, each class need to be a singleton should 

//derived from this class

template 

<

class

t>

class

singleton

public

:statict&

instance()

};//

concrete singleton class, derived from singleton

class

examplesingleton: 

public

singleton

<

examplesingleton

>

public://

this class's real functionalities

void

write()

};//

use this singleton class

examplesingleton::instance().write();

在c++友元的幫助下，我們成功實現了在編譯期保證例項的唯一性。（當然，前提是你不要"亂交朋友"）。

有人可能會問,實現singleton的**並不多，我們沒必要搞這麼乙個機制來做**復用吧？ 的確，我們復用的**並不是很多，但是，我想**復用的目的不僅僅是減少**量，其最重要的目的還是在於保持行為的一致性，以便於使用與維護。(用函式替換**段便是乙個很好的例子)。

對於這裡的singleton類來講，如果不做這個設計，我們在每個具體的singleton類內部實現其singleton機制，那麼可能出現的問題是

1. 很難保證其介面的一致性

張三寫了乙個singleton類，全域性訪問函式是instance, 李四也寫了乙個singleton類，全域性訪問函式可能就是getinstance了。。。。。我們並沒有乙個健壯的機制來保證介面的一致性，從而導致了使用的混亂性。

2. 不易維護

singleton建立例項有兩種：一種為lazy initialization, 一種就是early initialization, 假如開始的實現是所有的singleton都用lazy initialization， 突然某種需求要求你用early initialization，你的噩夢就開始了，你不得不重寫每乙個singleton類。

而用了singleton模板基類這種機制，以上問題就不會存在，我們得到的不僅僅是節約幾行**:)

(搬自以前blog

, 2007-07-17)

Singleton模式在C 與C 中的實現

singleton 應該可以算是 gof的 23個模式中最簡單的乙個模式了，它有兩個要求 一是保證乙個類僅有乙個例項 二是提供乙個訪問它的全域性訪問點。這在實現中分別對應為 一是建構函式非 public 二是提供乙個靜態函式作為全域性訪問點。在c 中，我們可以這麼寫 public class exa...

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參考的文件 單例要求乙個類裡面只有乙個例項，並且提供了乙個全域性的訪問點。單例類裡面定義了乙個getinstance的方法，是乙個靜態方法。用於建立自己的唯一例項。在乙個系統裡面要求某個類只有乙個例項才能使用單例模式。比如印表機 或者乙個通訊口進行傳輸。using system using syst...

C 實現Singleton模式

單例模式定義 保證乙個類僅有乙個例項，並提供乙個該例項的全域性訪問點。類的宣告 class singleton singleton singleton m instance nullptr 解法1 執行緒非安全版本 singleton singleton getinstance return m i...