C++如何实现单例模式_C++ 单例模式实现方法

答案：推荐使用局部静态变量实现单例模式，因其线程安全、自动析构且写法简洁；若需动态分配可结合智能指针与双重检查锁定。

单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。在C++中，实现单例模式需要控制构造函数的访问、禁止拷贝，并保证线程安全和资源释放。以下是几种常见的实现方式。

1. 懒汉模式（基础版）

懒汉模式在第一次调用时才创建实例。

class Singleton {
private:
    static Singleton* instance;
    Singleton() {}
    Singleton(const Singleton&) = delete;
    Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

public:
    static Singleton* getInstance() {
        if (instance == nullptr) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
};
Singleton* Singleton::instance = nullptr;

这种方式不是线程安全的，在多线程环境下可能创建多个实例。

2. 懒汉模式（线程安全版）

使用互斥锁保证多线程下的安全性。

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#include <mutex>

class Singleton {
private:
    static Singleton* instance;
    static std::mutex mtx;
    Singleton() {}
    Singleton(const Singleton&) = delete;
    Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

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

虽然线程安全，但每次调用都要加锁，影响性能。

3. 双重检查锁定（推荐用于动态分配）

减少锁的竞争，只在必要时加锁。

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

注意：在C++11以后，只要使用原子操作或正确同步，双重检查是可行的。上面代码依赖编译器对静态变量初始化的内存模型支持，实际更推荐使用局部静态变量方式。

4. 饿汉模式（程序启动时创建）

利用静态变量在程序启动时初始化，天然线程安全。

class Singleton {
private:
    Singleton() {}
    Singleton(const Singleton&) = delete;
    Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

public:
    static Singleton& getInstance() {
        static Singleton instance; // 局部静态变量，C++11起线程安全
        return instance;
    }
};

这是最简洁且线程安全的实现方式，适用于大多数场景。局部静态变量在首次调用时初始化，由编译器保证线程安全，且程序结束时自动析构。

总结： 推荐使用第4种方法（局部静态变量），写法简单、线程安全、自动管理内存。如果必须动态分配并手动控制生命周期，可结合智能指针与双重检查锁定。

基本上就这些。

以上就是C++如何实现单例模式_C++ 单例模式实现方法的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！