单例模式的饿汉和懒汉写法（基于C++）-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了单例模式的饿汉和懒汉写法（基于C++）。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

单例模式

单例模式确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。这样可以避免在系统中出现多个相同的对象，从而提高系统的性能和可维护性。
单例模式的实现包括饿汉和懒汉，下面介绍C++中这两种方式的写法。

例程

饿汉

饿汉模式是在程序启动前创建实例。
下面是一个全局计数器的示例。
counter.h

class Counter
{
public:
    static void plus(int number);
    static void print();

private:    //method
    Counter();

private:    //member
    static Counter counter;
    int value { 0 };
};

counter.cpp

#include "counter.h"
#include <iostream>

using namespace std;

Counter::Counter()
{
    cout << "init Counter" << endl;
}

Counter *Counter::instance()
{
	return &counter;
}

void Counter::plus(int number)
{
    counter.value += number;
}

void Counter::print()
{
    cout << counter.value << endl;
}

调用

#include "counter.h"

int main()
{
    cout << "program run" << endl;
    Counter::plus(5);
    Counter::print();
    
    return 0;
}

单例模式的饿汉和懒汉写法（基于C++）

懒汉

懒汉模式是在第一次获取实例时调用。
同样是刚刚的例子。
counter.h

class Counter
{
public:
    static Counter* instance();
    void plus(int number);
    void print();

private:    //method
    Counter();

private:    //member
    int value{ 0 };
};

counter.cpp

#include "counter.h"
#include <iostream>

using namespace std;

Counter* Counter::instance()
{
    static Counter* counter = NULL;
    if (counter == NULL)
        counter = new Counter;
    return counter;
}

Counter::Counter()
{
    cout << "init Counter" << endl;
}

void Counter::plus(int number)
{
    value += number;
}

void Counter::print()
{
    cout << value << endl;
}

调用

#include "counter.h"

int main()
{
    cout << "program run" << endl;
    Counter::instance()->plus(5);
    Counter::instance()->print();
    
    return 0;
}

单例模式的饿汉和懒汉写法（基于C++）

对比

通过上面的例子我们可以看到，饿汉模式和懒汉模式有以下区别。

函数调用

Counter::plus(5);
Counter::print();

Counter::instance()->plus(5);
Counter::instance()->print();

懒汉需要经过实例化函数instance()才能调用方法，饿汉不需要，显然饿汉模式更方便客户端的使用，且效率更高。

线程安全

懒汉是获取实例时才实例化，存在一个线程安全的问题：主线程和子线程同时调用instance()。显然这是不安全的，所以如果这个单例是多线程共享的，还需要加锁。

为了解决懒汉的线程安全问题，可以对代码做以下修改，这里用的锁是Qt的互斥锁。

Counter* Counter::instance()
{
	static QMutex mutex;
    static Counter* counter = NULL;
    if (counter == NULL) {
		mutex.lock();
		if (counter == NULL)
			counter = new Counter;
		mutex.unlock();
	}
    return counter;
}