C ++單例代碼說明

Question

最近有人問我有關c ++中的單例設計模式。 我不知道它到底是什么功能或什么時候需要它，所以我嘗試了一下。 我主要在stackoverlow上找到了很多答案，但是我很難理解這些問題和答案中提到的代碼。 我知道單身人士應該滿足的以下特性，如果我錯了，請糾正我。

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

這在我腦海中引發了以下問題

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?

現在開始執行。 從這里復制

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
};

請解釋：

1. 為什么我們必須使getinstace（）函數成為靜態函數？
2. 為什么我們需要S（S const＆）; 構造函數？
3. void operator =（S const＆）;是什么？ 做？
4. 我們為什么不實現最后兩個功能？
5. 為什么我們需要保證銷毀該實例（如代碼中所述）？

Answer 1

1.為什么我們必須使getinstace（）函數成為靜態函數？

這是獲取實例的唯一方法-靜態意味着您不需要現有實例來調用它。 如果您需要一個實例來獲取一個實例，那么您將陷入困境。

那是因為你可以寫成靜態的：

S::getinstance().blah();

如果不是靜態的，則需要編寫

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

但是，由於您已經有一個實例，因此無需調用getInstance 。 如果通過getInstance獲得實例的唯一方法是如何獲得該實例的？

2，為什么需要S（S const＆）; 構造函數？

你不知道 它是有意私有的，沒有實現，因此調用它會導致錯誤。 如果未明確將其私有化且未實現，則編譯器將為您創建一個默認的公共副本構造函數。這意味着人們可以編寫

S scopy(S::getInstance());

他們最終得到了S的新實例-打破了單例語義。

3. void operator =（S const＆）是什么？ 做？

與2相同。它未實現且為私有，因此調用它會導致錯誤。 同樣，如果您不明確，編譯器將為您創建一個默認實例，在這種情況下，用戶可以通過它獲得一個新實例。

S scopy = S::getInstance();

4.為什么我們不實現最后兩個功能？

如果您可以復制/分配單例，它將失去其單例狀態。 任何時候僅應存在一個單例。

但是請注意，單例通常被認為是反模式 。 你不想要的東西沒有一個很好的理由來使用。 了解它附帶的線程問題也是很明智的……而且，最重要的是，您會遇到一些靜態初始化順序的失敗，並通過一些實現它的方式遇到了麻煩。 （代碼中的方法還可以，但是很容易出錯。）

Answer 2

1）是的。 該函數實際上使您可以獲取S單個實例。 因此，您調用S::getInstance() 。 如果不是靜態的，那么您將無法做到這一點。

2、3和4）請注意，構造函數和operator=是私有的。 這是為了防止某人創建S另一個實例，從而使單例狀態無效。

與其構造自己的S ， S::getInstance()使用S::getInstance()獲取單個實例。

Answer 3

1. 是的，它應該是靜態的，因為它不需要實例指針。 使其變為非靜態將無濟於事。

2. 是的，我們確實需要至少一個函數構造函數。 初始實例需要以某種方式進行 。 創建第一個實例時，私有構造函數將強制外部用戶通過getInstance獲取實例。

3. 為該實例分配新值時，將使用賦值運算符operator=(S const&) 。 對於單例來說這沒有任何意義，因此被聲明為私有，並且沒有實現。 沒有人可以使用它。

4. 不，復制構造函數和賦值運算符必須既是私有的，又沒有實現。 這是C ++習慣用法，表示： 不能復制此類或將其分配給 。