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本篇內(nèi)容介紹了“C++單例模式實(shí)例分析”的有關(guān)知識,在實(shí)際案例的操作過程中,不少人都會遇到這樣的困境,接下來就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧!希望大家仔細(xì)閱讀,能夠?qū)W有所成!
拷貝只會放生在兩個場景中:拷貝構(gòu)造函數(shù)以及賦值運(yùn)算符重載,因此想要讓一個類禁止拷貝,只需讓該類不能調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)以及賦值運(yùn)算符重載即可。
將拷貝構(gòu)造函數(shù)與賦值運(yùn)算符重載只聲明不定義,并且將其訪問權(quán)限設(shè)置為私有即可。
class CopyBan { //... private: CopyBan(const CopyBan&); CopyBan& operator=(const CopyBan&); //... };
原因:
設(shè)置成私有:如果只聲明沒有設(shè)置成private,用戶自己如果在類外定義了,就可以不能禁止拷貝了
只聲明不定義:不定義是因?yàn)樵摵瘮?shù)根本不會調(diào)用,定義了其實(shí)也沒有什么意義,不寫反而還簡單,而且如果定義了就不會防止成員函數(shù)內(nèi)部拷貝了。
C++11擴(kuò)展delete的用法,delete除了釋放new申請的資源外,如果在默認(rèn)成員函數(shù)后跟上=delete,表示讓編譯器刪除掉該默認(rèn)成員函數(shù)。
class CopyBan { //... CopyBan(const CopyBan&) = delete; CopyBan& operator = (const CopyBan&) = delete; //... };
實(shí)現(xiàn)方式:
將類的構(gòu)造函數(shù)私有,拷貝構(gòu)造聲明成私有。防止別人調(diào)用拷貝在棧上生成對象。
提供一個靜態(tài)的成員函數(shù),在該靜態(tài)成員函數(shù)中完成堆對象的創(chuàng)建
class HeapOnly { public: //提供一個static公有函數(shù)創(chuàng)建對象,對象創(chuàng)建的都在堆上 static HeapOnly* CreateObject() { return new HeapOnly; } private: HeapOnly(){} //C++98 防拷貝 只聲明,不實(shí)現(xiàn) HeapOnly(const HeapOnly&); //C++11 HeapOnly(const HeapOnly&) = delete; };
方法一:同上將構(gòu)造函數(shù)私有化,然后設(shè)計靜態(tài)方法創(chuàng)建對象返回即可。
class StackOnly { public: StackOnly(){} public: //C++11 void* operator new(size_t size) = delete; void operator delete(void* p) = delete; private: //C++98 防調(diào)用 void* operator new(size_t size); void operator delete(void* p); };
屏蔽new
因?yàn)閚ew在底層調(diào)用void* operator new(size_t size)函數(shù),只需將該函數(shù)屏蔽掉即可。注意:也要防止定位new
class StackOnly { public: StackOnly(){} private: void* operator new(size_t size); void operator delete(void* p); };
//C++98這種方式不夠直接 //這里是可以繼承的,但是Derive不能創(chuàng)建對象,因?yàn)镈erive的構(gòu)造函數(shù)必須要調(diào)用父類NonOnherit構(gòu)造,但是NonInherit的構(gòu)造函數(shù)私有了,私有在子類不可見,那么這里繼承不會報錯,繼承的子類創(chuàng)建對象會報錯 class NonInherit { public: static NonInherit GetInstance() { return NonInherit(); } private: NonInherit() {} };
final關(guān)鍵字,final修飾類,表示該類不能被繼承。
class A final { //... };
設(shè)計模式(Design Pattern)是一套被反復(fù)使用、多數(shù)人知曉的、經(jīng)過分類的、代碼設(shè)計經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。為什么會產(chǎn)生設(shè)計模式這樣的東西呢?就像人類歷史發(fā)展會產(chǎn)生兵法。最開始部落之間打仗時都是人拼人的對砍。后來春秋戰(zhàn)國時期,七國之間經(jīng)常打仗,就發(fā)現(xiàn)打仗也是有套路的,后來孫子就總結(jié)出了《孫子兵法》。孫子兵法也是類似。
使用設(shè)計模式的目的:為了代碼可重用性、讓代碼更容易被他人理解、保證代碼可靠性。 設(shè)計模式使代碼編寫真正工程化;設(shè)計模式是軟件工程的基石脈絡(luò),如同大廈的結(jié)構(gòu)一樣。
定義一個全局對象,大家都能用,也能保證單例,但這種方式存在很大的缺陷,你要讓大家都能用,這個對象就只能定義在一個.h,如果這個.h在多個.cpp包含,那么鏈接會報錯。全局靜態(tài),只在當(dāng)前文件可見,不再是同一個對象,每個xxx.cpp中各自是一個對象。 extern可以使鏈接不報錯,但不能保證全局只有唯一一個v,可能某個地方又重新定義了一個變量v 所以我們可以在.h中聲明,在.cpp中定義,聲明和定義分離。否則在.h中定義,多個cpp包含就會有多份。
某些類, 只應(yīng)該具有一個對象(實(shí)例), 就稱之為單例.
在很多服務(wù)器開發(fā)場景中, 經(jīng)常需要讓服務(wù)器加載很多的數(shù)據(jù) (上百G) 到內(nèi)存中. 此時往往要用一個單例的類來管理這些數(shù)據(jù)
單例模式有兩種實(shí)現(xiàn)模式:餓漢實(shí)現(xiàn)方式和懶漢實(shí)現(xiàn)方式
[洗碗的例子]: 吃完飯, 立刻洗碗, 這種就是餓漢方式. 因?yàn)橄乱活D吃的時候可以立刻拿著碗就能吃飯. 吃完飯, 先把碗放下, 然后下一頓飯用到這個碗了再洗碗, 就是懶漢方式. 懶漢方式最核心的思想是 “延時加載”. 從而能夠優(yōu)化服務(wù)器的啟動速度.
在main函數(shù)之前,一開始就創(chuàng)建對象
.h:
//餓漢模式:main函數(shù)之前,一開始就創(chuàng)建對象 //全局只要唯一的Singleton實(shí)例對象,那么他里面的成員也就是單例的 class Singleton { public: //3.提供一個獲取單例對象的static成員函數(shù) static Singleton& GetInstance(); //如果vector對象是私有,想訪問,只能再封裝一層 //void PushBack(int x) //{ // _v.push_back(x); //} vector<int> _v; private: //vector<int> _v; //1.構(gòu)造函數(shù)私有化,不能隨意創(chuàng)建對象 Singleton() {} //防拷貝 Singleton(const Singleton&) = delete; Singleton& operator=(const Singleton&) = delete; //2.類里面聲明一個static Singleton對象,在cpp定義這個對象 //保證全局只要一個唯一對象 //這里的static類比的是全局變量,只是受類域的限制,沒有改變鏈接屬性 static Singleton _sinst; };
.cpp:
#include "Singleton.h" //定義 Singleton Singleton::_sinst; Singleton& Singleton::GetInstance() { return _sinst; }
優(yōu)點(diǎn):簡單
缺點(diǎn):main函數(shù)之前創(chuàng)建初始化的。如果單例對象的構(gòu)造函數(shù)中要做很多工作,可能會導(dǎo)致進(jìn)程啟動慢。
且如果有多個單例類對象實(shí)例啟動順序不確定。
如果這個單例對象在多線程高并發(fā)環(huán)境下頻繁使用,性能要求較高,那么顯然使用餓漢模式來避免資源競爭,提高響應(yīng)速度更好。
餓漢式在應(yīng)用啟動時就創(chuàng)建了 實(shí)例,餓漢式是線程安全的,是絕對單例的。懶漢式在對外提供的獲取方法被調(diào)用時會實(shí)例化對象。在多線程情況下,懶漢模式不是線程安全的。
第一次使用實(shí)例對象時,創(chuàng)建對象。進(jìn)程啟動無負(fù)載。多個單例實(shí)例啟動順序自由控制。
//定義 Singleton* Singleton::_spinst = nullptr; mutex Singleton::_mtx; Singleton& Singleton::GetInstance() { //雙檢查加鎖 提高效率 if (_spinst == nullptr) { _mtx.lock(); if (_spinst == nullptr) { //第一次調(diào)用 _spinst = new Singleton; } _mtx.unlock(); } return *_spinst; } void Singleton::DelInstance() { if (_spinst != nullptr) { _mtx.lock(); if (_spinst != nullptr) { delete _spinst; _spinst = nullptr; } _mtx.unlock(); } }
#pragma once #include <vector> #include <iostream> #include <mutex> using namespace std; //懶漢模式:第一次調(diào)用GetInstance時,才會創(chuàng)建初始化單例對象 //相對于餓漢,不存在可能會導(dǎo)致啟動慢的問題,也可以控制順序依賴的問題了 class Singleton { public: //3.提供一個獲取單例對象的static成員函數(shù) static Singleton& GetInstance(); //如果vector對象是私有,想訪問,只能再封裝一層 //void PushBack(int x) //{ // _v.push_back(x); //} vector<int> _v; //或?qū)崿F(xiàn)一個內(nèi)嵌垃圾回收類 class CGarbo { public: ~CGarbo() { if (Singleton::_spinst) delete Singleton::_spinst; } }; //定義一個靜態(tài)成員變量,程序結(jié)束時,系統(tǒng)會自動調(diào)用它的析構(gòu)函數(shù)從而釋放單例對象 static CGarbo Garbo; private: //vector<int> _v; //1.構(gòu)造函數(shù)私有化,不能隨意創(chuàng)建對象 Singleton() {} //防拷貝 Singleton(const Singleton&) = delete; Singleton& operator=(const Singleton&) = delete; //2.類里面聲明一個static Singleton對象,在cpp定義這個對象 //保證全局只要一個唯一對象 static Singleton* _spinst; static mutex _mtx; };
“C++單例模式實(shí)例分析”的內(nèi)容就介紹到這里了,感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關(guān)的知識可以關(guān)注億速云網(wǎng)站,小編將為大家輸出更多高質(zhì)量的實(shí)用文章!
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