C++实现单件的初探

    技术2022-05-11  129

    在《设计模式》中有一个叫做单件(Sigleton)的模式,是用来控制创建唯一对象。书中只讲到了如何建立Singleton对象,对于如何来销毁此对象则只字不提。但是对象生命的管理对于C++程序员来说是多么的重要呀。或许Singleton只是属于创建模式的一种,大师们认为在这里不应涉及到“销毁模式”。

    有人认为Sinleton是应该在程序的退出的时候销毁的。但是退出应该是在什么时候呢。请看如下代码:假设是按设计模式里的方式来写一个对象Singlton对象。

    class Singlton{private:    static Singlton * _insatnce;    Singlton()    {        cout<<"object is ["<<this<<"] Do< Construction"<<endl;    }public:    ~Singlton()    {        cout<<"object is ["<<this<<"] Do Destruction>"<<endl;        _insatnce = 0;    }

        static Singlton * GetSinglton()    {        if(_insatnce)            return _insatnce;             _insatnce = new Singlton;                return _insatnce;    }    void Dosomething()    {        cout<<"object is ["<<this<<"] Do Something"<<endl;    }};

    Singlton * Singlton::_insatnce = NULL;

    void foo(int i){    /*

            程序体    */    if(i)        Singlton::GetSinglton()->Dosomething();    /*

            程序体    */}int main(){    /*        void ;        程序体    */    foo(1)

    //  if(Singlton::_insatnce)  //       Singlton::GetSinglton(); 不能编译    delete Singlton::GetSinglton();}

    事实上如果在Singlton某次运行根本就没有调用过foo(1)而只是调用了foo(0),但是还必须得在最后程序退出时调用实际上这时候调用GetSinglton()来建立对象马上就被删除了。这是完全没有必要也是浪费的。想在程序执行时使用判断语句也是行不通的。这样的实现还是可以改进的,使用在Singlton中再增加一个静态的成员函数CheckExistInstance来判断对象是否存在,可以提高效率。但这样又给对象增加了接口,增加了代码维护的开销。

    但是对象在程序结束时你并不清楚是不是真的不再需要此对象了。我们再修改代码如下。

    class Singlton{private:    static Singlton * _insatnce;    Singlton()    {        cout<<"object is ["<<this<<"] Do< Construction"<<endl;    }public:    ~Singlton()    {        cout<<"object is ["<<this<<"] Do Destruction>"<<endl;        _insatnce = 0;    }

        static Singlton * GetSinglton()    {        if(_insatnce)            return _insatnce;             _insatnce = new Singlton;                return _insatnce;    }    void Dosomething()    {        cout<<"object is ["<<this<<"] Do Something"<<endl;    }};

    Singlton * Singlton::_insatnce = NULL;

    void foo(int i){    /*

            程序体    */    if(i)        Singlton::GetSinglton()->Dosomething();    /*

            程序体    */}

    class TestSingleton{public:    TestSingleton()    {        Singlton::GetSinglton()->Dosomething();    }    ~TestSingleton()    {        Singlton::GetSinglton()->Dosomething();//此处出现内存泄露    }};TestSingleton _test;int main(){    /*        void ;        程序体    */    foo(1);

        delete Singlton::GetSinglton();}

    且看~TestSingleton()申请出来的对象应该由谁来释放呢。由此引发了有人主张使用引用记数器由模仿COM的Release来实现.实现代码如下class Singleton{private:    static int m_Ref;    static Singleton * _instance;public:    void DoSomething()    {        cout<<"object is ["<<this<<"] Do Something"<<endl;    }

        static Singleton * GetSinglton()    {        if(_instance)        {            ++m_Ref;            return _instance;        }        _instance = new Singleton;        ++m_Ref;        return _instance;    }        ULONG Release()    {        --m_Ref;        if(0 == m_Ref)        {            delete _instance;            _instance = NULL;            return 0;        }        return m_Ref;    }private:    Singleton()    {        cout<<"object is ["<<this<<"] Do< Construction"<<endl;    }    ~Singleton()    {        cout<<"object is ["<<this<<"] Do Destruction>"<<endl;    }};Singleton *Singleton::_instance = NULL;int Singleton::m_Ref = 0;

    void foo(){    Singleton * p = Singleton::GetSinglton();    p->DoSomething();    p->Release();}

    int _tmain(int argc, TCHAR* argv[], TCHAR* envp[]){    Singleton * p = Singleton::GetSinglton();    p->DoSomething();    p->Release();

        foo();    return 0;}

    这样的方式是不存在内存泄露的,并且这段代码表面上是个单件;实际上,Singleton对象是被多次建立和销毁的,如果这个对象不像以上代码写得那么简单,是如果在单件中申请了不小的内存,那么以上的代码是多么的不可想象呀!更有如果单件里记录了像使用次数那样的状态变量,那情况就更糟糕了。事实上单件的实现并不比想像中的那样难。我们且看

    class Singlton{private:    Singlton()    {        cout<<"object is ["<<this<<"] Do< Construction"<<endl;    }public:    ~Singlton()    {        cout<<"object is ["<<this<<"] Do Destruction>"<<endl;    }

        static Singlton & GetSinglton()    {        static Singlton s;        return s;    }    void Dosomething()    {        cout<<"object is ["<<this<<"] Do Something"<<endl;    }};

    void foo(int i){    /*

            程序体    */    if(i)        Singlton::GetSinglton().Dosomething();    /*

            程序体    */}class TestSinglton{public:    TestSinglton()    {    Singlton::GetSinglton().Dosomething();    }    ~TestSinglton()    {    Singlton::GetSinglton().Dosomething();    }};TestSinglton test1;int main(){    /*        void ;        程序体    */    TestSinglton test2;    foo(1);    return 0;}

    这里用到的一个技巧就是使用了静态的变量,很明显有如下的好处:

    1)如果在此次运行时根本没有用到单件,对像是不会被建立的。2)需要用户来关心对象的释放3)完全符合设计要求...我想正是很多人梦寐以求的实现。:)


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