c++ 单例模式对全局变量的替代

浏览数：17 / 时间：2015年06月08日

前段时间要实习一个充值接口，创建了一个类（就叫类A好了），这个类A要和另外3个类进行交互，3个类对类A修改的数据是对其他类可见的。这种情况我想到了3个方法:

1.static 静态成员，静态成员为该类的所有实例所共享，3个类中各自创建一个类A的对象，它们对静态成员的修改对其他类可见。

2.全局变量，类A的头文件中添加 extern classA g_classA; 源文件中添加 classA g_classA; 3个类中添加头文件后直接通过g_classA 　　//这种不推荐

3.单例模式

使用单例模式替代全局变量，3个类对类A的函数访问都是对类A的唯一实例的数据访问，修改对其他类自然可见了。单例模式是使用全局变量的常见替代方法。

下面是转自一位前辈的单例实现模式的总结，第三种实现实在太精彩了，只能用"nice catch"来形容！

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转自：http://lwzy-crack.blog.163.com/blog/static/9527204220091068526135/

C++中的单例模式

单例模式很有用，使用单例模式，保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点，该实例被所有程序模块共享。
但是在程序的开发过程中我们总是遇到一些问题，而这些问题主要集中在单例类的消毁过程中，普通使用的单例模式的类如下：
class Singleton:
{
    // 其它成员
public:
    static Singleton * GetInstance()
    {
        if (m_pInstance == NULL)
            m_pInstance = new Singleton();
        return m_pInstance;
    }

private:
    Singleton(){};
    static Singleton * m_pInstance;
}

可是这个类在什么时候调用它的析构函数呢，我们怎么消毁它。提供一个公用的destroy函数来进行它的消毁吗，这很不美观。最后我就在网上找到了如果下的代码处理了这个问题：
class Singleton:
{
    // 其它成员
public:
    static Singleton * GetInstance(){...}
private:
    Singleton(){};
    static Singleton * m_pInstance;

    class CGarbo // 它的唯一工作就是在析构函数中删除Singleton的实例
    {
    public:
        ~CGarbo(){
            if (Singleton::m_pInstance)
                delete Singleton::m_pInstance;
        }
    };

    static CGarbo Garbo; // 定义一个静态成员，在程序结束时，系统会调用它的析构函数
}

这是非常好的方法，静态成员对象 Garbo 在析构时会自动的消毁单例，我们不用再担心这个问题了。

但是添加一个类的静态对象，总是让人不太满意，所以有人用如下方法来重现实现单例和解决它相应的问题，代码如下：
class Singleton:
{
    // 其它成员
public:
    static Singleton &GetInstance(){
        static Singleton instance;
        return instance;
    }

private:
    Singleton(){};
}
使用局部静态变量，非常强大的方法，完全实现了单例的特性，而且代码量更少，也不用担心单例消毁的问题。
在后期的项目中我全使用了这种方法，可是在项目的开发过程中还是出现了问题，当如下方法使用单例时问题来了，
Singleton singletion = Singleto::GetInstance();
这么做就产生了一个类拷贝的问题，这就为背了单例的特性。
产生这个问题的原因在于，编译器会为类生成一个默认的构造函数，来支持类的拷贝。
最后没有办法，我们要禁止类拷贝和类赋值，禁止程序员用这种方式来使用单例，当时领导的意思是GetInstance()函数返回一个指针而不是返回一个引用，函数代码改为如下：
    static Singleton *GetInstance(){
        static Singleton instance;
        return &instance;
    }

可我总是感觉不好，为什么不让编译器不这么干呢。这时我才想起可以显式的声明类拷贝的构造函数，和重载＝操作符，新的单例类如下：

class Singleton:
{
    // 其它成员
public:
    static Singleton &GetInstance(){
        static Singleton instance;
        return instance;
    }

private:
    Singleton(){};

    Singleton(const Singleton&);
    Singleton & operate = (const Singleton&);
}
关于Singleton(const Singleton&);和Singleton & operate = (const Singleton&);函数，我们要声明成私用的，并且只声明不实现。这样子后如果用上面的方式来使用单例时，不管是在友元类中还是其它的，编译器都是报错。
不知道这样的单例类是否还会有问题，但在程序中这样子使用已经基本没有问题了。