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news 2025/6/30 18:18:50

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前言

设计模式（Design Pattern）是一套经过分类的，被反复使用的，代码设计经验的总结。 为什么会产生设计模式这个概念呢？随着时间的沉淀，以及前人的总结，我们发现代码设计也是有规律的，一类特定的问题会被一种特定的模式解决，这就衍生出了设计模式的概念。

使用设计模式的目的：为了代码的可重用性以及可靠性。

设计模式是软件工程的基石脉络，如同大厦的结构一样，设计模式使代码编写真正工程化。

一：单例模式

单例模式即一个类在全局中（进程）只能创建一个实例。

单例模式有两种实现模式：懒汉模式和饿汉模式。

1.1 懒汉模式

懒汉模式：第一次使用实例对象时再创建实例对象。

代码演示：

#include<iostream>
#include<thread>
#include<vector>
#include<mutex>
using namespace std;class Singleton{
public:// 静态成员函数只能访问静态成员变量static Singleton* GetInstance(){if (_pinst == nullptr)// 局部域（通过作用域来控制解锁时机）{// _mtx.lock();unique_lock<mutex> lock(_mtx); // (保护操作的原子性）if (_pinst == nullptr)// 锁只需要保护第一次（需要进行双检查）_pinst = new Singleton;// _mtx.unlock();}return _pinst;}Singleton(const Singleton& s) = delete;// 实现一个内嵌垃圾回收类class CGarbo {public:~CGarbo(){if (Singleton::_pinst)delete Singleton::_pinst;}};// 定义一个静态成员变量，程序结束时，系统会自动调用它的析构函数从而释放单例对象static CGarbo Garbo;private:// 构造函数私有化Singleton(){}// 防拷贝Singleton(Singleton const&);Singleton& operator=(Singleton const&);static Singleton* _pinst;static mutex _mtx;
};Singleton* Singleton::_pinst = nullptr;
mutex Singleton::_mtx;
Singleton::CGarbo Garbo;

1.2 饿汉模式

饿汉模式：程序启动时就创建一个唯一的实例对象。

如果这个单例对象在多线程高并发环境下频繁使用，性能要求较高，那么显然使用饿汉模式来避免资源竞争，提高响应速度更好。

代码演示：

#include<iostream>
#include<thread>
#include<vector>
#include<mutex>
using namespace std;// 饿汉模式
class Singleton
{
public:static Singleton* GetInstance(){return &m_instance;}private:// 构造函数私有Singleton(){};Singleton(Singleton const&) = delete;Singleton& operator=(Singleton const&) = delete;// 单例对象static Singleton m_instance;
};// 在程序入口之前就完成单例对象的初始化，不用考虑线程安全的问题。
Singleton Singleton::m_instance;