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【1】C++设计模式之【单例模式】

news 2025/8/4 13:35:08

单例模式在C++中的实现方式有以下几种：

懒汉式（线程不安全）
饿汉式（线程安全）
双检锁/双重校验锁（DCL，线程安全）
静态局部变量（线程安全）
C++11版本（线程安全）

下面分别给出这五种实现方式的代码示例和解释。

懒汉式（线程不安全）

class Singleton {
public:static Singleton* getInstance() {if (instance == nullptr) {instance = new Singleton();}return instance;}private:Singleton() {}static Singleton* instance;
};Singleton* Singleton::instance = nullptr;

解释：这种方式是在第一次调用getInstance()方法时才创建实例，但是这种方式在多线程环境下是不安全的，可能会出现多个实例。

饿汉式（线程安全)

class Singleton {
public:static Singleton* getInstance() {return instance;}private:Singleton() {}static Singleton* instance;
};Singleton* Singleton::instance = new Singleton();

双检锁/双重校验锁（DCL，线程安全）

#include <mutex>class Singleton {
public:static Singleton* getInstance() {if (instance == nullptr) {std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);if (instance == nullptr) {instance = new Singleton();}}return instance;}private:Singleton() {}static Singleton* instance;static std::mutex mutex;
};Singleton* Singleton::instance = nullptr;
std::mutex Singleton::mutex;

解释：这种方式是在第一次检查实例是否为空时加锁，再次检查实例是否为空时不加锁，这样可以减少锁的开销，提高性能。

静态局部变量（线程安全）

class Singleton {
public:static Singleton& getInstance() {static Singleton instance;return instance;}private:Singleton() {}
};

解释：这种方式利用了C++11的特性，将实例定义为静态局部变量，这样在程序结束时会自动销毁实例，避免了资源泄露。同时，这种方式也是线程安全的。

C++11版本（线程安全)

#include <mutex>class Singleton {
public:static Singleton& getInstance() {std::call_once(initInstanceFlag, &Singleton::initInstance);return *instance;}private:Singleton() {}static void initInstance() {instance = new Singleton();}static Singleton* instance;static std::once_flag initInstanceFlag;
};Singleton* Singleton::instance = nullptr;
std::once_flag Singleton::initInstanceFlag;