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

Spring Security自定义身份认证的实现方法

《SpringSecurity自定义身份认证的实现方法》:本文主要介绍SpringSecurity自定义身份认证的实现方法,下面对SpringSecurity的这三种自定义身份认证进行详细讲解,... 目录1.内存身份认证(1)创建配置类(2)验证内存身份认证2.JDBC身份认证(1)数据准备 (2)配置依

利用python实现对excel文件进行加密

《利用python实现对excel文件进行加密》由于文件内容的私密性,需要对Excel文件进行加密,保护文件以免给第三方看到,本文将以Python语言为例,和大家讲讲如何对Excel文件进行加密,感兴... 目录前言方法一:使用pywin32库(仅限Windows)方法二:使用msoffcrypto-too

C#使用StackExchange.Redis实现分布式锁的两种方式介绍

《C#使用StackExchange.Redis实现分布式锁的两种方式介绍》分布式锁在集群的架构中发挥着重要的作用,:本文主要介绍C#使用StackExchange.Redis实现分布式锁的... 目录自定义分布式锁获取锁释放锁自动续期StackExchange.Redis分布式锁获取锁释放锁自动续期分布式

springboot使用Scheduling实现动态增删启停定时任务教程

《springboot使用Scheduling实现动态增删启停定时任务教程》:本文主要介绍springboot使用Scheduling实现动态增删启停定时任务教程,具有很好的参考价值,希望对大家有... 目录1、配置定时任务需要的线程池2、创建ScheduledFuture的包装类3、注册定时任务,增加、删

SpringBoot整合mybatisPlus实现批量插入并获取ID详解

《SpringBoot整合mybatisPlus实现批量插入并获取ID详解》这篇文章主要为大家详细介绍了SpringBoot如何整合mybatisPlus实现批量插入并获取ID,文中的示例代码讲解详细... 目录【1】saveBATch(一万条数据总耗时:2478ms)【2】集合方式foreach(一万条数

使用Python实现矢量路径的压缩、解压与可视化

《使用Python实现矢量路径的压缩、解压与可视化》在图形设计和Web开发中,矢量路径数据的高效存储与传输至关重要,本文将通过一个Python示例,展示如何将复杂的矢量路径命令序列压缩为JSON格式,... 目录引言核心功能概述1. 路径命令解析2. 路径数据压缩3. 路径数据解压4. 可视化代码实现详解1

PyQt6/PySide6中QTableView类的实现

《PyQt6/PySide6中QTableView类的实现》本文主要介绍了PyQt6/PySide6中QTableView类的实现,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... 目录1. 基本概念2. 创建 QTableView 实例3. QTableView 的常用属性和方法

PyQt6/PySide6中QTreeView类的实现

《PyQt6/PySide6中QTreeView类的实现》QTreeView是PyQt6或PySide6库中用于显示分层数据的控件,本文主要介绍了PyQt6/PySide6中QTreeView类的实现... 目录1. 基本概念2. 创建 QTreeView 实例3. QTreeView 的常用属性和方法属性

Android使用ImageView.ScaleType实现图片的缩放与裁剪功能

《Android使用ImageView.ScaleType实现图片的缩放与裁剪功能》ImageView是最常用的控件之一,它用于展示各种类型的图片,为了能够根据需求调整图片的显示效果,Android提... 目录什么是 ImageView.ScaleType?FIT_XYFIT_STARTFIT_CENTE

pandas中位数填充空值的实现示例

《pandas中位数填充空值的实现示例》中位数填充是一种简单而有效的方法,用于填充数据集中缺失的值,本文就来介绍一下pandas中位数填充空值的实现,具有一定的参考价值,感兴趣的可以了解一下... 目录什么是中位数填充?为什么选择中位数填充?示例数据结果分析完整代码总结在数据分析和机器学习过程中,处理缺失数