C++特殊类设计（单例模式）

本文介绍: C++单例模式，懒汉饿汉分析

实现方式：

//请设计一个类，只能在堆上创建对象
//思路1
class HeapOnly
{
public:
	void Destroy()
	{
		delete this;
	}
private:
	~HeapOnly()
	{
		cout << "~HeapOnly()" << endl;
	}
	int _x;
};
//思路2
class HeapOnly2
{
public:
	static HeapOnly2* CreateObj(int x = 0)
	{
		return new HeapOnly2(x);
	}
private:
	HeapOnly2(int x=0)
		:_x(x)
	{}
	HeapOnly2(const HeapOnly2& hp) = delete;
	HeapOnly2& operator=(const HeapOnly2& hp) = delete;
	int _x;
};

将构造函数私有化，然后设计静态方法创建对象返回即可。

//请设计一个类，只能在栈上创建对象
class StackOnly
{
public:
	static StackOnly CreateObj(int x = 0)
	{
		return StackOnly(x);
	}
	StackOnly(StackOnly&& so)
		:_x(so._x)
	{}

private:
	StackOnly(int x = 0)
		:_x(x)
	{}
	StackOnly(const StackOnly& so) = delete;
	int _x;
};

设计模式：

设计模式（Design Pattern）是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类的、代码设计经验的总结。

使用设计模式的目的：为了代码可重用性、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。设计模式使代码编写真正工程化；设计模式是软件工程的基石脉络，如同大厦的结构一样。

单例模式：

//饿汉模式：第一次访问实例对象前创建
// 饿汉模式
// 优点：简单
// 缺点：可能会导致进程启动慢，且如果有多个单例类对象实例启动顺序不确定。
class Singleton
{
public:
	static Singleton* GetInstance()
	{
		return _ins;
	}
	void Add(const string& str)
	{
		mtx.lock();
		_v.push_back(str);
		++_n;
		mtx.unlock();
	}
	void Print()
	{
		mtx.lock();
		for (auto e : _v)
			cout << e << endl;
		mtx.unlock();
	}
	int getN()
	{
		return _n;
	}
private:
	//限制类外面随意创建对象
	Singleton()
	{}
private:
	int _n = 0;
	mutex mtx;
	vector<string> _v;
	static Singleton* _ins;
};
Singleton* Singleton::_ins = new Singleton;

// 懒汉
// 优点：第一次使用实例对象时，创建对象。进程启动无负载。多个单例实例启动顺序自由控制。
// 缺点：复杂
class Singleton
{
public:
	static Singleton* GetInstance()
	{
		//双检查加锁
		if (_ins == nullptr) //提高效率，不需要每次获取单例都加锁解锁
		{
			_imtx.lock();
			if (_ins == nullptr) //保证线程安全和只new一次
				_ins = new Singleton;
			_imtx.unlock();
		}
		return _ins;
	}
	//一般全局都要使用单例对象，所以单例对象一般不需要显示释放
	//有些特殊场景，想显示释放一下
	static void DelInstance()
	{
		_imtx.lock();
		if (_ins)
		{
			delete _ins;
			_ins = nullptr;
		}
		_imtx.unlock();
	}
	~Singleton()
	{
		cout << "~Singleton()" << endl;
		//持久化
		//比如要求程序结束时，将数据写到文件,单例对象析构时持久化就比较好
	}
	//内部类：单例对象回收
	class GC
	{
	public:
		~GC()
		{
			DelInstance();
		}
	};
	void Add(const string& str)
	{
		mtx.lock();
		//_v.push_back(str);
		++_n;
		mtx.unlock();
	}
	void Print()
	{
		mtx.lock();
		for (auto e : _v)
			cout << e << endl;
		mtx.unlock();
	}
	int getN()
	{
		return _n;
	}
private:
	//限制类外面随意创建对象
	Singleton()
	{}
	Singleton(const Singleton& sl) = delete;
	Singleton& operator=(const Singleton& sl) = delete;
private:
	int _n = 0;
	mutex mtx;
	vector<string> _v;
	static Singleton* _ins;
	static mutex _imtx;
	static GC _gc;
};
Singleton* Singleton::_ins = nullptr;
mutex Singleton::_imtx;
Singleton::GC Singleton::_gc;