面向对象设计与分析(28)单例模式的奇异递归模板CRTP实现

本文主要是介绍面向对象设计与分析(28)单例模式的奇异递归模板CRTP实现,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

前面我们介绍了单例模式的两种实现:懒汉模式和饿汉模式,今天我们以新的方式来实现可复用的单例模式。

奇异递归模板是指父类是个模板类,模板类型是子类类型,即父类通过模板参数可以知道子类的类型。

// brief: a singleton base class offering an easy way to create singleton
#include <iostream>template<typename T>
class Singleton{
public:static T& Instance(){static T instance;return instance;}Singleton(const Singleton&)=delete;Singleton& operator =(const Singleton&)=delete;protected:Singleton() {std::cout<<"constructor called!"<<std::endl;}
};
/********************************************/
// Example:
// 1.friend class declaration is requiered!
// 2.constructor should be private
class DerivedSingle : public Singleton<DerivedSingle> {// !!!! attention!!!// needs to be friend in order to// access the private constructor/destructorfriend class Singleton<DerivedSingle>;private:DerivedSingle() = default;
};int main(int argc, char* argv[]){DerivedSingle& instance1 = DerivedSingle::Instance();DerivedSingle& instance2 = DerivedSingle::Instance();return 0;
}

该模式的思想是,通过模板类的静态成员变量来确保一个类只有一个实例,并且可以通过静态函数来获取该实例。在这种模式下,我们将 Singleton 类作为基类,派生出一个具体的单例类(例如 MySingleton),并让 MySingleton 类继承自 Singleton<MySingleton>

这个单例模式有非常多的实现细节需要注意,足以考察你的C++功底。

首先Singleton的构造是protected的,因为Singleton本身只是个帮助类,并没有单独实例化的需要,但是子类需要实例化,所以需要protected子类才可以访问。

Singleton 类中,我们定义了一个 Instance() 静态函数,返回一个类型为 T& 的对象。在 Instance() 函数中,我们定义了一个静态局部变量 instance,用于存储 T 类型的唯一实例。由于静态局部变量的生命周期与程序的运行周期相同,因此 nstance 只会在程序第一次调用 Instance() 函数时被创建,并在程序结束时被销毁。通过返回 instance 的引用,我们可以保证每次调用 Instance() 函数时都返回同一个实例。

此外,我们在 Singleton 类删除拷贝构造和赋值运算符的语句,以确保单例对象不能被复制或赋值,并且能够正确释放资源。

在这里基类的析构函数可以不需要 virtual ,因为子类在应用中只会用 Derived 类型,保证了析构时和构造时的类型一致

MySingleton 类中,我们只需要简单地继承自 Singleton<MySingleton>,并在构造函数中添加一些特定的逻辑即可。由于 MySingleton 类已经继承自 Singleton<MySingleton>,因此可以通过调用 Singleton<MySingleton>::Instance() 函数来获取唯一的 MySingleton 实例。

这种使用 CRTP 实现的单例模式具有以下优点:

  • 代码简洁:只需要定义一个基类和若干个派生类即可,无需编写大量重复的单例模式代码。
  • 线程安全:由于静态局部变量的创建是线程安全的,因此该模式天然支持多线程环境下的单例实现。
  • 性能高效:由于只需要在程序第一次调用 Instance() 函数时创建实例,因此该模式对性能的影响较小

这里也有几个特殊的限制:

  • 首先,子类还必须将构造私有化
  • 其次,由于子类构造私有化,但父类需要创建子类实例,因此需要将父类声明为子类的友元类。

这篇关于面向对象设计与分析(28)单例模式的奇异递归模板CRTP实现的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/507591

相关文章

SpringBoot3实现Gzip压缩优化的技术指南

《SpringBoot3实现Gzip压缩优化的技术指南》随着Web应用的用户量和数据量增加,网络带宽和页面加载速度逐渐成为瓶颈,为了减少数据传输量,提高用户体验,我们可以使用Gzip压缩HTTP响应,... 目录1、简述2、配置2.1 添加依赖2.2 配置 Gzip 压缩3、服务端应用4、前端应用4.1 N

Go标准库常见错误分析和解决办法

《Go标准库常见错误分析和解决办法》Go语言的标准库为开发者提供了丰富且高效的工具,涵盖了从网络编程到文件操作等各个方面,然而,标准库虽好,使用不当却可能适得其反,正所谓工欲善其事,必先利其器,本文将... 目录1. 使用了错误的time.Duration2. time.After导致的内存泄漏3. jsO

SpringBoot实现数据库读写分离的3种方法小结

《SpringBoot实现数据库读写分离的3种方法小结》为了提高系统的读写性能和可用性,读写分离是一种经典的数据库架构模式,在SpringBoot应用中,有多种方式可以实现数据库读写分离,本文将介绍三... 目录一、数据库读写分离概述二、方案一:基于AbstractRoutingDataSource实现动态

Python FastAPI+Celery+RabbitMQ实现分布式图片水印处理系统

《PythonFastAPI+Celery+RabbitMQ实现分布式图片水印处理系统》这篇文章主要为大家详细介绍了PythonFastAPI如何结合Celery以及RabbitMQ实现简单的分布式... 实现思路FastAPI 服务器Celery 任务队列RabbitMQ 作为消息代理定时任务处理完整

Linux系统配置NAT网络模式的详细步骤(附图文)

《Linux系统配置NAT网络模式的详细步骤(附图文)》本文详细指导如何在VMware环境下配置NAT网络模式,包括设置主机和虚拟机的IP地址、网关,以及针对Linux和Windows系统的具体步骤,... 目录一、配置NAT网络模式二、设置虚拟机交换机网关2.1 打开虚拟机2.2 管理员授权2.3 设置子

Java枚举类实现Key-Value映射的多种实现方式

《Java枚举类实现Key-Value映射的多种实现方式》在Java开发中,枚举(Enum)是一种特殊的类,本文将详细介绍Java枚举类实现key-value映射的多种方式,有需要的小伙伴可以根据需要... 目录前言一、基础实现方式1.1 为枚举添加属性和构造方法二、http://www.cppcns.co

使用Python实现快速搭建本地HTTP服务器

《使用Python实现快速搭建本地HTTP服务器》:本文主要介绍如何使用Python快速搭建本地HTTP服务器,轻松实现一键HTTP文件共享,同时结合二维码技术,让访问更简单,感兴趣的小伙伴可以了... 目录1. 概述2. 快速搭建 HTTP 文件共享服务2.1 核心思路2.2 代码实现2.3 代码解读3.

MySQL双主搭建+keepalived高可用的实现

《MySQL双主搭建+keepalived高可用的实现》本文主要介绍了MySQL双主搭建+keepalived高可用的实现,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,... 目录一、测试环境准备二、主从搭建1.创建复制用户2.创建复制关系3.开启复制,确认复制是否成功4.同

Java实现文件图片的预览和下载功能

《Java实现文件图片的预览和下载功能》这篇文章主要为大家详细介绍了如何使用Java实现文件图片的预览和下载功能,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下... Java实现文件(图片)的预览和下载 @ApiOperation("访问文件") @GetMapping("

使用Sentinel自定义返回和实现区分来源方式

《使用Sentinel自定义返回和实现区分来源方式》:本文主要介绍使用Sentinel自定义返回和实现区分来源方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录Sentinel自定义返回和实现区分来源1. 自定义错误返回2. 实现区分来源总结Sentinel自定