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C++ 模板实现单例模式

news 来源：原创 2024/5/3 22:20:36

在编写sylar服务器时，遇到一种没见过的非常好的单例模式实现，找遍CSDN就只有两篇博客，还没有讲解。只好自己尝试理解。

1、`singleton.h`头文件代码

#ifndef __SINGLETON_H__
#define __SINGLETON_H__

/**
 * @brief 单例模式封装类
 * @details T 类型
 *          X 为了创造多个实例对应的Tag
 *          N 同一个Tag创造多个实例索引
 */
template<class T, class X = void, int N = 0>
class Singleton
{
public:
	static T* GetInstance()
	{
		static T v;
		return &v;
	}
};

/**
 * @brief 单例模式智能指针封装类
 * @details T 类型
 *          X 为了创造多个实例对应的Tag
 *          N 同一个Tag创造多个实例索引
 */
template<class T, class X = void, int N = 0>
class SingletonPtr
{
public:
	static std::shared_ptr<T> GetInstance()
	{
		static std::shared_ptr<T> v(new T);
		return v;
	}
};

#endif

2、说明

模板类型参数

第一个要说明的点就是模板类型参数class X = void 和 int N = 0的作用。他们能使得对于同一个类型T，产生多个实例，产生多个实例后，可以用这两个参数来索引这些实例。但这是和单例模式的思想冲突的。而且在整个sylar服务器框架中所有用到该模板的地方，也确实没有使用到这两个参数。

如果有大佬知道这两个参数的其他意义烦请在评论区留言，非常感谢。

如何实现的单例模式

这个只要请搞清楚静态局部变量的内存分配和初始化方式即可，参考下面我的另一篇博客。
C++中全局变量，静态变量，静态局部变量的初始化和内存分配问题

3、

这个单例模式的强大之处在于它具有很高的复用性，sylar服务器中也确实有很多需要用单例模式的类都使用了该模板。

4、一个简单的实验

#include<iostream>
#include<stdio.h>

using namespace std;

class X
{
public:
	void func() { cout << "XXXXXXXXXXX" << endl; }
};

class Y
{
public:
	void func() { cout << " YYYYYYYYYY" << endl; }
};

template<class T, class X = void, int N = 0>	// X：为了创造多个实例对应的 Tag
class Singleton					// N：同一个 Tag 创造多个实例索引
{
public:
        static T* GetInstance()
        {
                static T v;
		static int x;
		x++;
		printf("x = %d\tX: %p\n", x, &x);
                return &v;
        }
};

int main()
{
	X* x1 = Singleton<X>::GetInstance();
	x1->func();
	
	X* x2 = Singleton<X, Y>::GetInstance();
	x2->func();

	X* x11 = Singleton<X>::GetInstance();
	x11->func();

	printf("%p\n%p\n%p\n", x1, x2, x11);

	return 0;
}