单例模式是一种创建型设计模式，适用于全局只需要一个实例的类。

结构图

单例类的核心只有两个成员：一个静态实例变量和一个静态访问函数。

class  Singleton
                {
                public:
                	/**
                	 * @brief get  the instance
                	 * @return the singleton instance
                	 */
                	static Singleton * Instance()
                	{
                		static Singleton* _ins = nullptr;
                
                		if (_ins == nullptr)
                		{
                			_ins = new Singleton;
                
                		}
                		return _ins;
                	}
                private:
                	Singleton(){}
                };
                
                
                int main(int argc, char *argv[])
                {
                
                	auto ins = Singleton::Instance();
                
                
                	system("pause");
                	return 0;
                }

外部通过 Instance() 静态函数获取唯一实例。

存在的问题

  1. 线程安全性可以用 double check 解决：在真正进入同步操作之前先判断一次是否为 nullptr，从而减小同步开销；也可以在程序启动阶段就提前初始化实例。
  2. 对象销毁问题。
//C 11下才能保证 https://en.wikipedia.org/wiki/Double-checked_locking#Usage_in_C.2B.2B11
                
                class A
                {
                
                public:
                
                	A()
                	{
                
                		Sleep(100);
                		func;
                	}
                
                	~A()
                	{
                
                
                	}
                
                
                	static  A * getInstance1();//线程不安全
                	static  A * getInstance2();//无锁，比double check 效率高很多
                
                
                
                };
                
                
                
                A *  A::getInstance1()
                {
                	static A *ins = NULL;
                	if (ins == NULL)
                	{
                		ins = new A;
                	}
                
                	return ins;
                }
                
                A *  A::getInstance2()
                {
                	static A ins;
                
                
                	return &ins;
                }
                
                
                void threadFunc(void)
                {
                	while (true)
                	{
                		A::getInstance2();
                	}
                
                
                }
                int main()
                {
                	//	A::getInstance();
                
                	vector<thread> ws;
                
                	for (int i = 0; i < 10; i++)
                	{
                		thread t(threadFunc);
                		t.detach();
                	//	ws.push_back(std::move(t));
                	}
                
                	while (1)Sleep(1);
                
                
                	system("pause");
                	return 0;
                }

1. 创建型模式

前面讲过，社会化的分工越来越细，自然在软件设计方面也是如此，因此对象的创建和对象的使用分开也就成为了必然趋势。因为对象的创建会消耗掉系统的很多资源，所以单独对对象的创建进行研究，从而能够高效地创建对象，就是创建型模式要探讨的问题。这里有 6 个具体的创建型模式可供研究，分别是：

  • 简单工厂模式（Simple Factory）
  • 工厂方法模式（Factory Method）
  • 抽象工厂模式（Abstract Factory）
  • 创建者模式（Builder）
  • 原型模式（Prototype）
  • 单例模式（Singleton）

说明：严格来说，简单工厂模式不是 GoF 总结出来的 23 种设计模式之一。

2. 结构型模式

在解决了对象的创建问题之后，对象的组成以及对象之间的依赖关系就成了开发人员关注的焦点，因为如何设计对象的结构、继承和依赖关系，会直接影响到后续程序的维护性、代码的健壮性和耦合性。对象结构的设计很容易体现出设计人员水平的高低。这里有 7 个具体的结构型模式可供研究，分别是：

  • 外观模式（Facade）
  • 适配器模式（Adapter）
  • 代理模式（Proxy）
  • 装饰模式（Decorator）
  • 桥模式（Bridge）
  • 组合模式（Composite）
  • 享元模式（Flyweight）

3. 行为型模式

在对象的结构和对象的创建问题都解决了之后，剩下的就是对象的行为问题。如果对象的行为设计得好，职责就会更清晰，对象之间的协作效率也会更高。这里有 11 个具体的行为型模式可供研究，分别是：

  • 模板方法模式（Template Method）
  • 观察者模式（Observer）
  • 状态模式（State）
  • 策略模式（Strategy）
  • 职责链模式（Chain of Responsibility）
  • 命令模式（Command）
  • 访问者模式（Visitor）
  • 调停者模式（Mediator）
  • 备忘录模式（Memento）
  • 迭代器模式（Iterator）
  • 解释器模式（Interpreter）