单例模式通过私有构造函数、静态实例和全局访问点确保类唯一实例。1. 懒汉模式延迟初始化,需加锁保证线程安全;2. 饿汉模式程序启动即创建,线程安全但可能浪费资源;3. 局部静态变量法(C++11)最推荐,线程安全、简洁且自动管理生命周期,配合删除拷贝和赋值操作确保唯一性。

单例模式确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。在C++中,实现单例模式需要控制构造函数的访问、定义静态实例以及提供静态获取方法。以下是几种常见的实现方式。
懒汉模式(延迟初始化)
实例在第一次使用时才创建,适合资源敏感场景。
特点: 延迟加载,但需处理多线程安全问题。基础实现:
class Singleton {
private:
static Singleton* instance;
Singleton() {} // 私有构造函数
public:
static Singleton* getInstance() {
if (instance == nullptr) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
};
// 静态成员定义
Singleton* Singleton::instance = nullptr;
上述版本在多线程环境下不安全。加锁后线程安全版本:
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#include
class Singleton {
private:
static Singleton* instance;
static std::mutex mtx;
Singleton() {}
public:
static Singleton* getInstance() {
std::lock_guard lock(mtx);
if (instance == nullptr) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
};
Singleton* Singleton::instance = nullptr;
std::mutex Singleton::mtx;
饿汉模式(程序启动时初始化)
实例在程序启动时就创建,无需考虑多线程问题。
实现方式:
class Singleton {
private:
Singleton() {}
static Singleton instance; // 静态成员变量
public:
static Singleton& getInstance() {
return instance;
}
};
// 定义静态成员
Singleton Singleton::instance;
由于静态变量在程序启动时初始化,天然线程安全,适用于对象创建开销小且一定会使用的场景。
局部静态变量(推荐写法)
C++11 起,局部静态变量的初始化是线程安全的,这是最简洁且安全的方式。
class Singleton {
private:
Singleton() {}
~Singleton() {}
public:
Singleton(const Singleton&) = delete;
Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;
static Singleton& getInstance() {
static Singleton instance; // 局部静态变量
return instance;
}};
优点: 自动管理生命周期,线程安全,代码简洁。
利用了“局部静态变量只初始化一次”的特性,编译器保证线程安全,无需手动加锁。
注意事项
- 禁止拷贝和赋值操作,防止意外复制实例。
- 注意析构顺序,若单例依赖其他全局对象,可能引发未定义行为。
- 避免频繁调用 getInstance() 影响性能,可缓存指针引用。
基本上就这些。局部静态变量方式是最推荐的现代C++单例实现。









