C++单例模式如何进行释放控制

2010-01-27 10:45 佚名 CSDN 字号：T | T

想要充分的掌握C++单例模式相关技术，那么就要对C++中的结构、语句、变量、函数、预处理指令、输入和输出等内容进行了解掌握。

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C++单例模式也称为单件模式、单子模式。使用单例模式，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，该实例被所有程序模块共享。有很多地方需要这样的功能模块，如系统的日志输出等。

C++单例模式有许多种实现方法，在C++中，甚至可以直接用一个全局变量做到这一点，但这样的代码显得很不优雅。《设计模式》一书中给出了一种很不错的实现，定义一个单例类，使用类的私有静态指针变量指向类的唯一实例，并用一个公有静态方法获取该实例。如下面的类定义

class CSingleton:  
{  
    // 其它成员  
public:  
    static CSingleton * GetInstance()  
    {  
        if (m_pInstance == NULL)  
            m_pInstance = new CSingleton();  
        return m_pInstance;  
    }  
   
private:  
    CSingleton(){};  
    static CSingleton * m_pInstance;  
} 

单例类CSingleton有以下特征：
◆它有一个指唯一实例的静态指针m_pInstance，并且是私有的。
◆它有一个公有的函数，可以获取这个唯一的实例，并在需要的时候创建该实例。
◆它的构造函数是私有的，这样就不能从别处创建该类的实例。

大多时候，这样的实现都不会出现问题。有经验的读者可能会问，m_pInstance指向的空间什么时候释放呢？更严重的问题是，这个实例的析构操作什么时候执行？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，那么上面所示的代码无法实现这个要求。我们需要一种方法，正常地删除该实例。

可以在程序结束时调用GetInstance并对返回的指针调用delete操作。这样做可以实现功能，但是不仅很丑陋，而且容易出错。因为这样的附加代码很容易被忘记，而且也很难保证在delete之后，没有代码再调用GetInstance函数。

一个妥善的方法是让这个类自己知道在合适的时候把自己删除。或者说把删除自己的操作挂在系统中的某个合适的点上，使其在恰当的时候自动被执行。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。如下面的代码中的CGarbo类（Garbo意为垃圾工人）：

class CSingleton:  
{  
    // 其它成员  
public:  
    static CSingleton * GetInstance(){。。。}  
private:  
    CSingleton(){};  
    static CSingleton * m_pInstance;  
   
    class CGarbo // 它的唯一工作就是在析构函数中删除CSingleton的实例  
    {  
    public:  
        ~CGarbo()  
        {  
            if (CSingleton::m_pInstance)  
                delete CSingleton::m_pInstance;  
        }  
    };  
   
    static CGarbo Garbo; // 定义一个静态成员，在程序结束时，系统会调用它的析构函数  
} 

C++单例模式被定义为CSingleton的私有内嵌类，以防该类被在其它地方滥用。