C++单例模式实例化一个对象不全部使用static的原因是什么

今天小编给大家分享一下C++单例模式实例化一个对象不全部使用static的原因是什么的相关知识点，内容详细，逻辑清晰，相信大部分人都还太了解这方面的知识，所以分享这篇文章给大家参考一下，希望大家阅读完这篇文章后有所收获，下面我们一起来了解一下吧。

C++的单例模式为什么不直接全部使用static，而是非要实例化一个对象？

通过getInstance()函数获取单例对象，这种模式的关键之处不是在于强迫你用函数来获取对象。关键之处是让static对象定义在函数内部，变成局部static变量。

看下这种实现方式的经典demo：

class Singleton {public:    static Singleton& getInstance() {        static Singleton inst;        return inst;    }    Singleton(const Singleton&) = delete;    Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;    // 其他数据函数    // ...private:    Singleton() { ... }    // 其他数据成员    // ...};

学名是：Meyers' Singleton。没错，也就是说这是Scott Meyers最早提出来的C++单例模式的推荐写法。

注意：这种单例写法需要C++11。因为是从C++11标准才开始规定 static变量是线程安全的。也就是说无需我们自己写加锁保护的代码，编译器能够帮我们做到。

所以C++程序员们不要在读完Java单例模式的资料之后，在C++程序中写double check或volatile了！

如果是把 static对象定义成 Singleton的私有static成员变量，然后getInstance()去返回这个成员即：

class Singleton {public:    static Singleton& getInstance() {        return inst;    }    Singleton(const Singleton&) = delete;    Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;    // 其他数据函数    // ...private:    Singleton() { ... }    static Singleton inst;    // 其他数据成员    // ...};Singleton Singleton::inst;

虽然它也是 先getInstance()再访问，但这种不是Meyers' Singleton！

那么为什么Meyers推荐的是第一种的呢？

原因是这解决了一类重要问题，那就是static变量的初始化顺序的问题。

C++只能保证在同一个文件中声明的static变量的初始化顺序与其变量声明的顺序一致。但是不能保证不同的文件中的static变量的初始化顺序。

然后对于单例模式而言，不同的单例对象之间进行调用也是常见的场景。比如我有一个单例，存储了程序启动时加载的配置文件的内容。另外有一个单例，掌管着一个全局唯一的日志管理器。在日志管理初始化的时候，要通过配置文件的单例对象来获取到某个配置项，实现日志打印。

这时候两个单例在不同文件中各自实现，很有可能在日志管理器的单例使用配置文件单例的时候，配置文件的单例对象是没有被初始化的。这个未初始化可能产生的风险指的是C++变量的未初始化，而不是说配置文件未加载的之类业务逻辑上的未初始化导致的问题。

而Meyers' Singleton写法中，单例对象是第一次访问的时候（也就是第一次调用getInstance()函数的时候）才初始化的，但也是恰恰因为如此，因而能保证如果没有初始化，在该函数调用的时候，是能完成初始化的。所以先getInstance()再访问 这种形式的单例 其关键并不是在于这个形式。而是在于其内容，局部static变量能保证通过函数来获取static变量的时候，该函数返回的对象是肯定完成了初始化的！

讲到这，我们对Meyers' Singleton的盲目鼓吹也需冷静一下，因为C++同样能保证所有文件内（非函数内）的static变量在main()函数开始运行之后肯定是都能做完初始化的。所以如果你是在main()函数运行之后，用日志管理器的单例访问配置文件的单例，那么其实也是没有问题的… 这就引出Meyers' Singleton的第二个优势，那就是当产生继承的时候。

如果出现继承，这种写法中：

class Singleton {public:    static void on() {Singleton::isOn = true;}    static void off() {Singleton::isOn = false;}    static bool state() {return Singleton::isOn;}private:    static bool isOn;};class Monitor: public Singleton {public:    static void addBrightness(int val) { brightness += val;}    static void subBrightness(int val) { brightness -= val;}    static int getBrightness() { return brightness;}private:    static int brightness;};

如果有子类继承这一父类，来拓展成新的子类，比如Monitor显示器类有开关状态，同时扩展了一个亮度的成员。但是父子类的static成员变量是共享的，其isOn成员会有问题。

好吧，如果你说你的单例完全不会出现继承的情况，是不是就不需要写成Meyers' Singleton？我只想说，如果你一定要强加这么多限定的话，那么这种设计模式的讨论本身就没有意义。就很像是在说：我自己能够保证每个new出来的指针我都能delete掉它，所以我不需要RAII……

以上就是“C++单例模式实例化一个对象不全部使用static的原因是什么”这篇文章的所有内容，感谢各位的阅读！相信大家阅读完这篇文章都有很大的收获，小编每天都会为大家更新不同的知识，如果还想学习更多的知识，请关注编程网行业资讯频道。