【C++设计模式之单例模式SingletonPattern】

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动机（Motivation）

• 在软件系统中，经常有这样一些特殊的类，必须保证它们在系统中只存在一个实例，才能确保它们的逻辑正确性，以及良好的效率。
• 如何绕过常规的构造器，提供一种机制来保证一个类只有一个实例？
• 这应该是类设计者的责任，而不是使用者的责任。

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一、模式定义

保证一类类仅有一个实例，并提供一个该实例的全局访问点。——《设计模式》GoF

二、问题

单例模式同时解决了两个问题， 所以违反了单一职责原则：
单一职责原则（SRP）

• 一个类应该仅有一个引起它变化的原因。
• 变化的方向隐含着类的责任。

1.保证一个类只有一个实例

• 为什么会有人想要控制一个类所拥有的实例数量？ 最常见的原因是控制某些共享资源 （例如数据库或文件） 的访问权限。
• 它的运作方式是这样的： 如果你创建了一个对象， 同时过一会儿后你决定再创建一个新对象， 此时你会获得之前已创建的对象， 而不是一个新对象。

注意， 普通构造函数无法实现上述行为， 因为构造函数的设计决定了它必须总是返回一个新对象。

2.为该实例提供一个全局访问节点

• 还记得你 （好吧， 其实是我自己） 用过的那些存储重要对象的全局变量吗？ 它们在使用上十分方便， 但同时也非常不安全， 因为任何代码都有可能覆盖掉那些变量的内容， 从而引发程序崩溃。
• 和全局变量一样， 单例模式也允许在程序的任何地方访问特定对象。 但是它可以保护该实例不被其他代码覆盖。
• 还有一点： 你不会希望解决同一个问题的代码分散在程序各处的。 因此更好的方式是将其放在同一个类中， 特别是当其他代码已经依赖这个类时更应该如此。

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三、结构

单例 （Singleton） 类声明了一个名为 get­Instance获取实例的静态方法来返回其所属类的一个相同实例。

单例的构造函数必须对客户端 （Client） 代码隐藏。 调用 获取实例方法必须是获取单例对象的唯一方式。

四、代码实现

class Singleton {
public://防止拷贝和赋值Singleton(const Singleton&) = delete;Singleton&operator=(const Singleton&) = delete;static Singleton&getInstance() {// C++11保证局部静态变量线程安全static Singleton instance;return instance;}private:Singleton() = default;~Singleton() = default;// 自动调用析构，无需手动delete
};