单例模式

最近在Cpp的练习中使用了单例模式，在此总结一下。

以下文字部分来自：http://www.cnblogs.com/cxjchen/p/3148582.html

单例模式，可以说设计模式中最常应用的一种模式了，但是如果没有学过设计模式的人，可能不会想到要去应用单例模式，面对单例模式适用的情况，可能会优先考虑使用【全局或者静态变量】的方式，这样比较简单，也是没学过设计模式的人所能想到的最简单的方式了（这句话是血的教训啊，哈哈）。

一般情况下，我们建立的一些类是属于工具性质的，基本不用存储太多的跟自身有关的数据，在这种情况下，每次都去new一个对象，即增加了开销，也使得代码更加臃肿。其实，我们只需要一个实例对象就可以。如果采用全局或者静态变量的方式，会影响封装性，难以保证别的代码不会对全局变量造成影响。

考虑到这些需要，我们

“将默认的构造函数声明为私有的，这样就不会被外部所new了，甚至可以将析构函数也声明为私有的，这样就只有自己能够删除自己了。”

单例模式很容易实现：

1、直接就可以在静态区初始化instance，然后通过getInstance返回，这种就被称为饿汉式单例类。

2、在getInstance中new instance然后返回，这种就被称为懒汉式单例类，但这涉及到第一次getInstance的一个判断问题。

两者对比：

1.懒汉式是以时间换空间的方式。

2.饿汉式是以空间换时间的方式。

#include <iostream>
#include <limits>
#include <fstream>
#include <string>

using namespace std;
 
class Screen {
private:
    Screen() {
    };
    ~Screen () {
        delete instance;
    }

    static Screen *instance; 
    static int width;
    static int height;

public:    
    unsigned int getWidth(){
        return width;
    }
    unsigned int getHeight(){
        return height;
    }
 
    static Screen* getInstance(unsigned int width = 640, unsigned int height = 480) {
        if(instance == NULL)//懒汉式单例类
        {
            instance = new Screen();
            instance->width = width;
            instance->height = height;
        }
        return instance;
    }
};
 
Screen* Screen::instance = 0;
int Screen::width=0;
int Screen::height=0;

以上的代码只能用于单线程模式，对于多线程模式，需要进行上锁

为了简单说明，此处用了一个C#的例子

Singleton* getInstance()
{
    lock();
    if (instance == NULL)
    {
       instance = new Singleton();
    }
    unlock();

    return instance;
}

但这样写的话，会稍稍影响性能，因为每次判断是否为空都需要被锁定，如果有很多线程的话，就会造成大量线程的阻塞。于是大神们又想出了双重锁定。

Singleton* getInstance()
{
    if (instance == NULL)
    {
    lock();
        if (instance == NULL)
        {
               instance = new Singleton();
        }
        unlock();
    }

    return instance;
}

但是，在《剑指offer》一书中，作者提出了更好的方案。

    public sealed class Singleton4
    {
        private Singleton4()
        {
        }

        public static void Print()
        {
            Console.WriteLine("Singleton4 Print");
        }

        private static Singleton4 instance = new Singleton4();//饿汉式单例类
        public static Singleton4 Instance
        {
            get
            {
                return instance;
            }
        }
    }

以及

    public sealed class Singleton5
    {
        Singleton5()
        {
        }

        public static void Print()
        {
            Console.WriteLine("Singleton5 Print");
        }

        public static Singleton5 Instance
        {
            get
            {
                return Nested.instance;
            }
        }

        class Nested
        {
            static Nested()
            {
            }

            internal static readonly Singleton5 instance = new Singleton5();
        }
    }