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C++实现单件的初探

王朝vc·作者佚名  2006-01-08
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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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