什么是单例模式?
单例模式是一种设计模式,确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点来访问该实例。
单例模式有哪些应用场景?
单例模式通常用于需要全局访问并共享资源的场景,例如日志记录器、配置管理器和数据库连接器等。
实现单例模式有哪些方法?
实现单例模式的方法通常有两种:懒汉式和饿汉式。
懒汉式:在需要时才创建实例,如果已经存在则返回现有的实例。通常需要使用互斥锁或其他同步机制来保护多线程环境中的对象创建。
class Singleton {
public:
static Singleton& GetInstance() {
static Singleton instance;
return instance;
}
private:
Singleton() = default;
Singleton(const Singleton&) = delete;
Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;
~Singleton() = default;
};
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饿汉式:在应用程序运行时立即创建实例。只有在实例的创建非常廉价时,才会使用这种方法。
class Singleton {
public:
static Singleton& GetInstance() {
return instance_;
}
private:
Singleton() = default;
Singleton(const Singleton&) = delete;
Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;
~Singleton() = default;
static Singleton instance_;
};
Singleton Singleton::instance_ = Singleton();
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单例模式的缺点是什么?
单例模式的主要缺点是它使代码高度耦合,并且使测试变得困难。此外,如果实现不正确,单例模式可能会带来许多问题,例如线程安全性和内存泄漏。
如何实现一个线程安全的单例?
可以使用互斥锁来保证在多线程环境中同时只有一个线程可以创建一个实例。但是这样做可能会导致性能问题,因为每次获取实例时都需要获得互斥锁并进行同步。
class Singleton {
public:
static Singleton& GetInstance() {
std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);
if (instance_ == nullptr) {
instance_ = new Singleton();
}
return *instance_;
}
private:
Singleton() = default;
Singleton(const Singleton&) = delete;
Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;
~Singleton() = default;
static Singleton* instance_;
static std::mutex mutex_;
};
Singleton* Singleton::instance_ = nullptr;
std::mutex Singleton::mutex_;
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是否可以删除 C++中的单例实例?
绝大多数情况下,单例模式不需要删除实例,因为实例应该始终存在于应用程序的生命周期中。但是如果必须删除实例,可以在单例类中提供一个专用的销毁函数来实现。
class Singleton {
public:
static Singleton& GetInstance() {
if (instance_ == nullptr) {
instance_ = new Singleton();
}
return *instance_;
}
static void DestroyInstance() {
if (instance_ != nullptr) {
delete instance_;
instance_ = nullptr;
}
}
private:
Singleton() = default;
Singleton(const Singleton&) = delete;
Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;
~Singleton() = default;
static Singleton* instance_;
};
Singleton* Singleton::instance_ = nullptr;
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