C ++单例代码说明

Question

最近有人问我有关c ++中的单例设计模式。 我不知道它到底是什么功能或什么时候需要它，所以我尝试了一下。 我主要在stackoverlow上找到了很多答案，但是我很难理解这些问题和答案中提到的代码。 我知道单身人士应该满足的以下特性，如果我错了，请纠正我。

It is used when we need to make one and only one instance of a class. 

这在我脑海中引发了以下问题

Does this mean that it can be created only once or does this mean that it can be 
created many times but at a time only one copy can exist?

现在开始执行。 从这里复制

class S
{
    public:
        static S& getInstance()
        {
            static S    instance; // Guaranteed to be destroyed.
                              // Instantiated on first use.
            return instance;
        }
    private:
        S() {};                   // Constructor? (the {} brackets) are needed here.
        // Don't forget to declare these two. You want to make sure they
        // are inaccessible otherwise you may accidentally get copies of
        // your singleton appearing.
        S(S const&);              // Don't Implement
        void operator=(S const&); // Don't implement
};

请解释：

1. 为什么我们必须使getinstace（）函数成为静态函数？
2. 为什么我们需要S（S const＆）; 构造函数？
3. void operator =（S const＆）;是什么？ 做？
4. 我们为什么不实现最后两个功能？
5. 为什么我们需要保证销毁该实例（如代码中所述）？

Answer 1

1.为什么我们必须使getinstace（）函数成为静态函数？

这是获取实例的唯一方法-静态意味着您不需要现有实例来调用它。 如果您需要一个实例来获取一个实例，那么您将陷入困境。

那是因为你可以写成静态的：

S::getinstance().blah();

如果不是静态的，则需要编写

S& s_instance = .... 
s_instance.getInstance().blah();

但是，由于您已经有一个实例，因此无需调用getInstance 。 如果通过getInstance获得实例的唯一方法是如何获得该实例的？

2，为什么需要S（S const＆）; 构造函数？

你不知道 它是有意私有的，没有实现，因此调用它会导致错误。 如果未明确将其私有化且未实现，则编译器将为您创建一个默认的公共副本构造函数。这意味着人们可以编写

S scopy(S::getInstance());

他们最终得到了S的新实例-打破了单例语义。

3. void operator =（S const＆）是什么？ 做？

与2相同。它未实现且为私有，因此调用它会导致错误。 同样，如果您不明确，编译器将为您创建一个默认实例，在这种情况下，用户可以通过它获得一个新实例。

S scopy = S::getInstance();

4.为什么我们不实现最后两个功能？

如果您可以复制/分配单例，它将失去其单例状态。 任何时候仅应存在一个单例。

但是请注意，单例通常被认为是反模式 。 你不想要的东西没有一个很好的理由来使用。 了解它附带的线程问题也是很明智的……而且，最重要的是，您会遇到一些静态初始化顺序的失败，并通过一些实现它的方式遇到了麻烦。 （代码中的方法还可以，但是很容易出错。）

Answer 2

1）是的。 该函数实际上使您可以获取S单个实例。 因此，您调用S::getInstance() 。 如果不是静态的，那么您将无法做到这一点。

2、3和4）请注意，构造函数和operator=是私有的。 这是为了防止某人创建S另一个实例，从而使单例状态无效。

与其构造自己的S ， S::getInstance()使用S::getInstance()获取单个实例。

Answer 3

1. 是的，它应该是静态的，因为它不需要实例指针。 使其变为非静态将无济于事。

2. 是的，我们确实需要至少一个函数构造函数。 初始实例需要以某种方式进行 。 创建第一个实例时，私有构造函数将强制外部用户通过getInstance获取实例。

3. 为该实例分配新值时，将使用赋值运算符operator=(S const&) 。 对于单例来说这没有任何意义，因此被声明为私有，并且没有实现。 没有人可以使用它。

4. 不，复制构造函数和赋值运算符必须既是私有的，又没有实现。 这是C ++习惯用法，表示： 不能复制此类或将其分配给 。