C++实现对象单例模式

在 C++ 中实现单例模式有多种方法，以下是线程安全的现代 C++ 实现方式（推荐 C++11 及以上版本）：

1. Meyers’ Singleton（推荐）

class Singleton {
public:
    // 删除拷贝构造和赋值运算符
    Singleton(const Singleton&) = delete;
    Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

    static Singleton& getInstance() {
        static Singleton instance;  // C++11 保证静态局部变量线程安全
        return instance;
    }

private:
    Singleton() = default;          // 私有构造函数
    ~Singleton() = default;        // 私有析构函数
};

2. 传统线程安全实现（双重检查锁定）

#include <mutex>

class Singleton {
public:
    static Singleton* getInstance() {
        if (instance == nullptr) {
            std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex_);
            if (instance == nullptr) {
                instance = new Singleton();
            }
        }
        return instance;
    }

    // 删除拷贝构造和赋值运算符
    Singleton(const Singleton&) = delete;
    Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

private:
    Singleton() = default;
    ~Singleton() = default;

    static Singleton* instance;
    static std::mutex mutex_;
};

// 初始化静态成员
Singleton* Singleton::instance = nullptr;
std::mutex Singleton::mutex_;

3. 饿汉式（程序启动时初始化）

class Singleton {
public:
    static Singleton& getInstance() {
        return instance;
    }

    // 删除拷贝构造和赋值运算符
    Singleton(const Singleton&) = delete;
    Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

private:
    Singleton() = default;
    ~Singleton() = default;

    static Singleton instance;
};

// 在源文件中初始化
Singleton Singleton::instance;

4.关键要素

1. 私有构造函数：防止外部创建实例
2. 删除拷贝构造和赋值运算符：防止对象复制
3. 静态访问方法：全局访问点（getInstance）
4. 静态实例指针/引用：保存唯一实例
5. 线程安全：使用互斥锁或 C++11 的线程安全静态局部变量

5.使用方式

Singleton& instance = Singleton::getInstance();

6.注意事项

（1）推荐使用 Meyers’ Singleton（方法1），因为：

• 自动线程安全（C++11 标准保证）
• 自动内存管理（无需手动释放）
• 延迟初始化（首次调用时创建）

如果需要继承或更复杂控制，可以考虑智能指针实现

在程序结束时，静态实例会由系统自动销毁

避免在单例析构函数中引用其他可能已被销毁的单例

（1）这两种实现都满足单例模式的三个核心要求：

1. 保证唯一实例
2. 提供全局访问点
3. 防止外部实例化