单例模式(C++版)

单例模式最初定义出现在《设计模式》(艾迪生维斯理，1994)：“保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。”

单例模式是设计模式中最简单的形式之一。这一模式的目的是使得类的一个对象成为系统中的唯一实例。要实现这一点，可以从客户端对其进行实例化开始。因此需要用一种只允许生成对象类的唯一实例的机制，“阻止”所有想要生成对象的访问。使用工厂方法来限制实例化过程。这个方法应该是静态方法(类方法)，因为让类的实例去生成另一个唯一实例毫无意义。

Static uniqueInstance是singleton的唯一实例，static sharedInstance将它返回客户端。通常，sharedInstance会检查uniqueInstance是否已经被实例化。如果没有，它会生成一个实例然后返回uniqueInstance。

对于系统中的某些类来说，只有一个实例很重要。例如一个系统中可以存在多个打印任务，但是只能有一个正在工作的任务；一个系统只能有一个窗口管理器或文件系统；一个系统只能有一个计时工具或ID(序号)生成器。如在Windows中就只能打开一个任务管理器。如果不使用机制对窗口对象进行唯一化，将弹出多个窗口，如果这些窗口显示的内容完全一致，则是重复对象，浪费内存资源；如果这些窗口显示的内容不一致，则意味着在某一瞬间系统有多个状态，与实际不符，也会给用户带来误解，不知道哪一个才是真实的状态。因此有时确保系统中某个对象的唯一性即一个类只能有一个实例非常重要。

如何保证一个类只有一个实例并且这个实例易于被访问呢？定义一个全局变量可以确保对象随时都可以被访问，但不能防止我们实例化多个对象。一个更好的解决办法是让类自身负责保存它的唯一实例。这个类可以保证没有其他实例被创建，并且它可以提供一个访问该实例的方法。这就是单例模式的模式动机。

class Singleton{   private:     Singleton(){}//构造函数是私有的     static Singleton *m_pInstance;//有一个指向唯一实例的静态指针m_pInstance   public:     static Singleton *GetInstance()     {          if(m_pInstance==NULL)          {             m_pInstance=new Singleton();          }          return m_pInstance;     }};

用户访问的唯一实例的方法只有GetInstance（）成员函数。如果不通过这个函数，任何创建实例的尝试都将失败，因为此时类的构造函数是私有的。GetInstance（）使用懒惰初始化，即它的返回值是当这个函数首次被访问时创建的。

那么m_pInstance指向的空间什么时候释放呢？更严重的问题：该实例的析构函数什么时候执行？

如果在类的析构行为中有必须的操作，比如关闭文件，释放外部资源，那么上面的代码解决不了这个问题。我们需要一种方法，可以正常删除该实例。

我们知道，程序在结束的时候，系统会自动析构所有的全局变量。事实上，系统也会析构所有的类的静态成员变量，就像这些静态成员也是全局变量一样。利用这个特征，我们可以在单例类中定义一个这样的静态成员变量。而它的唯一工作就是在析构函数中删除单例类的实例。

class Singleton{   private:        Singleton(){}//构造函数是私有的        static Singleton *m_pInstance;        class Garbo  //唯一目的就是在析构函数中删除Singleton的实例        {             ~Garbo()             {                  if(Singleton::m_pInstance)                  {                      delete Singleton::m_pInstance;                  }             }        };        static Garbo _Garbo;//静态成员变量，程序结束的时候系统会自动调用其析构函数   public：       static Singleton *GetInstance()       {           if(m_pInstance==NULL)           {               m_pInstance=new Singleton();           }           return m_pInstance;       }};

程序结束时，系统会自动调用Singleton的静态成员_Garbo的析构函数，该析构函数会删除单例的唯一实例。