C++单例模式示例

### C++ 单例模式的实现方式 单例模式是一种设计模式，其核心目标是确保某一个类仅有一个实例存在，并提供全局访问点。以下是基于提供的引用内容以及专业知识整理的内容。 #### 1. **单例模式的核心思想** 单例模式的关键在于控制类的实例化过程，使得在整个应用程序中始终只有一个实例存在。为了达到这一目的，在 C++ 中通常采用以下策略： - 私有化构造函数和析构函数，防止外部直接创建或销毁对象[^4]。 - 提供一个公共的静态方法 `getInstance()` 来获取唯一的实例[^3]。 - 使用静态成员变量存储唯一实例[^5]。 #### 2. **C++ 单例模式的典型实现** 下面是一个完整的 C++ 单例模式实现示例： ```cpp #include <iostream> #include <mutex> class Singleton { public: // 获取单例实例的静态方法 static Singleton& getInstance() { std::call_once(flag, [&]() { instance = new Singleton(); }); return *instance; } // 删除拷贝构造函数和赋值运算符重载，防止复制实例 Singleton(const Singleton&) = delete; Singleton& operator=(const Singleton&) = delete; // 示例方法 void someMethod() const { std::cout << "Singleton Method Called" << std::endl; } private: // 将构造函数设为私有，防止外部创建实例 Singleton() {} // 静态成员变量初始化 static Singleton* instance; static std::once_flag flag; }; // 初始化静态成员变量 Singleton* Singleton::instance = nullptr; std::once_flag Singleton::flag; int main() { // 获取单例实例并调用示例方法 Singleton& singleton = Singleton::getInstance(); singleton.someMethod(); return 0; } ``` #### 3. **代码解析** - **`static Singleton& getInstance()`**: 这是一个静态方法，负责返回类的唯一实例。首次调用时会创建实例，之后每次都会返回同一个实例[^3]。 - **`std::call_once` 和 `std::once_flag`**: 这些工具用于确保线程安全性，即使在多线程环境下也能保证只创建一个实例[^2]。 - **删除拷贝构造函数和赋值运算符**: 通过显式声明这些操作为 `delete`，可以有效阻止对象被复制或赋值，从而维护单例模式的一致性[^4]。 #### 4. **注意事项** - **线程安全**: 在多线程环境中，必须采取措施确保 `getInstance()` 方法不会因并发而创建多个实例。上述代码中的 `std::call_once` 已经解决了这个问题。 - **资源释放**: 动态分配的对象需要手动管理内存。虽然现代 C++ 推荐使用智能指针（如 `std::unique_ptr`），但在某些场景下仍需注意显式的内存清理逻辑[^5]。 --- ###