请详细介绍单例模式,单例模式的作用,使用场景,以及单例模式的分类,最后面针对不同分类请用c++语言出对应的代码
时间: 2023-06-04 09:07:47 浏览: 110
C++ 单例模式的几种实现方式研究
好的,我知道了。关于单例模式,它是一种常用的设计模式,用于保证一个类仅有一个实例,且提供一个访问该实例的全局访问点。这个实例通常是一个对象或者一个资源(如数据库连接)。
单例模式的主要作用是保证在系统中有且仅有一个实例,并提供一个统一的访问点,方便对实例的管理和使用。使用单例模式可以提高系统的性能、降低资源占用、便于实现数据共享等。
单例模式的使用场景比较多,比如在多线程环境下,可以用单例模式来协调线程之间的操作,避免资源冲突;在需要控制资源使用的情况下,可以用单例模式来限制资源的使用,并且避免资源的浪费;在需要频繁操作同一个对象时,可以用单例模式来提高程序的运行效率,等等。
单例模式一般分为以下几种:饿汉式、懒汉式、双重检查锁、静态内部类、枚举等。其中,饿汉式是最简单的一种方式,它在程序启动时立即创建单例对象;懒汉式则是在使用时才会创建单例对象,可以减少程序启动时间;双重检查锁则是在懒汉式的基础上加了同步锁,保证了线程安全性;静态内部类在JVM加载时不会初始化静态内部类,只有第一次调用getInstance方法时才会加载并初始化单例对象;枚举则是在JVM加载枚举类时就会初始化,保证单例对象的唯一性和线程安全性。
下面是用C语言实现不同分类的单例模式代码示例:
饿汉式:
```
#include <stdio.h>
typedef struct {
//...
} Singleton;
Singleton* getInstance() {
static Singleton instance = { /*...*/ };
return &instance;
}
int main() {
Singleton* p1 = getInstance();
Singleton* p2 = getInstance();
printf("%p == %p\n", p1, p2);
//...
return 0;
}
```
懒汉式:
```
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct {
//...
} Singleton;
Singleton* getInstance() {
static Singleton* instance = NULL;
if (instance == NULL) {
instance = (Singleton*)malloc(sizeof(Singleton));
//...
}
return instance;
}
int main() {
Singleton* p1 = getInstance();
Singleton* p2 = getInstance();
printf("%p == %p\n", p1, p2);
//...
return 0;
}
```
双重检查锁:
```
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
typedef struct {
//...
} Singleton;
pthread_mutex_t mutex;
Singleton* instance = NULL;
Singleton* getInstance() {
if (instance == NULL) {
pthread_mutex_lock(&mutex);
if (instance == NULL) {
instance = (Singleton*)malloc(sizeof(Singleton));
//...
}
pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
return instance;
}
int main() {
Singleton* p1 = getInstance();
Singleton* p2 = getInstance();
printf("%p == %p\n", p1, p2);
//...
return 0;
}
```
静态内部类:
```
#include <stdio.h>
typedef struct {
//...
} Singleton;
Singleton* getInstance() {
static Singleton instance = { /*...*/ };
return &instance;
}
int main() {
Singleton* p1 = getInstance();
Singleton* p2 = getInstance();
printf("%p == %p\n", p1, p2);
//...
return 0;
}
```
枚举:
```
#include <stdio.h>
typedef enum {
INSTANCE
} Singleton;
int main() {
Singleton* p1 = &INSTANCE;
Singleton* p2 = &INSTANCE;
printf("%p == %p\n", p1, p2);
//...
return 0;
}
```
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