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c++中怎么实现单例模式_c++单例设计模式实现方法

裘德小鎮的故事

发布： 2025-10-10 18:14:02

原创

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单例模式通过私有构造函数、禁止拷贝和全局访问点确保类唯一实例。1. 懒汉模式延迟初始化，需加锁保证线程安全；2. 饿汉模式启动时创建，天然线程安全但可能浪费资源；3. 局部静态变量法（C++11）最推荐，兼具懒加载、线程安全与自动析构；4. 注意禁用拷贝、避免内存泄漏及析构顺序问题。

c++中怎么实现单例模式_c++单例设计模式实现方法

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，关键在于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（延迟初始化）

懒汉模式在第一次使用时才创建实例，适合实例创建开销大或不一定用到的场景。

基础版本（非线程安全）：

class Singleton {
private:
    static Singleton* instance;
    Singleton() {}  // 私有构造函数
<p>public:
static Singleton* getInstance() {
if (instance == nullptr) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
};</p><p>Singleton* Singleton::instance = nullptr;</p><p><span>立即学习</span>“<a href="https://pan.quark.cn/s/6e7abc4abb9f" style="text-decoration: underline !important; color: blue; font-weight: bolder;" rel="nofollow" target="_blank">C++免费学习笔记（深入）</a>”；</p>

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多线程环境下可能多个线程同时进入判断，导致多次创建。改进为线程安全版本：

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

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2. 饿汉模式（程序启动时初始化）

饿汉模式在程序启动时就创建实例，天然线程安全，但可能浪费资源。

class Singleton {
private:
    static Singleton instance;
    Singleton() {}
<p>public:
static Singleton& getInstance() {
return instance;
}
};</p><p>Singleton Singleton::instance;  // 全局初始化</p>
                    <div class="aritcle_card">
                        <a class="aritcle_card_img" href="/xiazai/code/2507">
                            <img src="https://img.php.cn/upload/webcode/000/000/000/5a28dff2100e9750.png" alt="创意艺术设计的网站模板">
                        </a>
                        <div class="aritcle_card_info">
                            <a href="/xiazai/code/2507">创意艺术设计的网站模板</a>
                            <p>创意艺术设计的网站模板
创意艺术是指是把再简单不过的东西或想法不断延伸给予的另一种表现方式，创意设计包括工业设计、建筑设计、包装设计、平面设计、服装设计、个人创意特区等内容。
设计除了具备“初级设计”和“次设计”的因素外，还需要融入“与众不同的设计理念——创意”。搜索
一、初级设计
范围划分一般是以是否在表达图形上是否以“具象化”为指导目标，标志设计就像绘画一样真实表现图形。
二、次级设</p>
                            <div class="">
                                <img src="/static/images/card_xiazai.png" alt="创意艺术设计的网站模板">
                                <span>50</span>
                            </div>
                        </div>
                        <a href="/xiazai/code/2507" class="aritcle_card_btn">
                            <span>查看详情</span>
                            <img src="/static/images/cardxiayige-3.png" alt="创意艺术设计的网站模板">
                        </a>
                    </div>

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由于静态成员在程序加载时完成初始化，不存在多线程竞争问题，简单可靠。

3. 局部静态变量（推荐写法）

C++11起，局部静态变量的初始化是线程安全的，这是最简洁且高效的实现方式。

class Singleton {
private:
    Singleton() {}
<p>public:
static Singleton& getInstance() {
static Singleton instance;  // 局部静态变量
return instance;
}</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'>// 禁止拷贝
Singleton(const Singleton&) = delete;
Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

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};

这种方式兼具懒加载、线程安全、自动析构的优点，无需手动管理内存，也不依赖外部锁。