设计模式——单例模式(singleton)

引言

相信大家对单例模式都不陌生，本博客主要结合C++17写一个相对标准的单例模式框架，并进行讲解。

这也是创建型模式的最后一篇，大家感兴趣的可以看看其余4个创建型模式：

1. 抽象工厂
2. 生成器模式
3. 工厂方法
4. 原型模式

单例代码实现

单类简易版

class Singleton {
public:// 获取唯一实例的全局访问点（懒加载 + 线程安全）static Singleton& instance() noexcept {static Singleton instance; // C++11 起保证线程安全return instance;}// 禁止拷贝和移动Singleton(const Singleton&) = delete;Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;Singleton(Singleton&&) = delete;Singleton& operator=(Singleton&&) = delete;// 提供示例方法void doSomething() {std::cout << "Singleton working at " << this << std::endl;}private:// 构造函数设为私有，防止外部创建Singleton() {std::cout << "Singleton constructed.\n";}~Singleton() {std::cout << "Singleton destroyed.\n";}
};// 测试
int main() {Singleton::instance().doSomething();Singleton::instance().doSomething();
}

模板通用版

// === 通用单例模板 ===
template <typename T>
class Singleton {
public:static T& instance() {static T instance; // C++11+ 确保线程安全return instance;}protected:Singleton() = default;~Singleton() = default;Singleton(const Singleton&) = delete;Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;
};// === 具体的单例类 ===
class Logger : public Singleton<Logger> {friend class Singleton<Logger>;  // 允许 Singleton 访问私有构造private:Logger() = default;              // 外部无法 new Logger()~Logger() = default;public:void log(const std::string& message) {std::cout << "[LOG] " << message << std::endl;}
};// === 使用示例 ===
int main() {// 获取 Logger 的唯一实例auto& logger = Logger::instance();// 使用单例对象logger.log("System initialized.");logger.log("User logged in.");// 再次获取 instance，返回同一个对象auto& logger2 = Logger::instance();logger2.log("Still the same instance!");// 验证地址一致std::cout << "logger addr: " << &logger << std::endl;std::cout << "logger2 addr: " << &logger2 << std::endl;return 0;
}