一、概述
在很多情况下，我们的系统只允许某个类有一个或指定个数的实例，如一般的应用系统往往有且仅有一个log文件操作类实例，或者，整个系统仅有一个等待事务队列等（注意：Singleton不是用来解决整个应用程序仅有一个实例这样的问题的），在这些情况下可以考虑使用Singleton模式。
Singleton（单件）模式用于保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问该实例的全局访问点。（GoF
: Ensure a
class only has one instance
, and provide a global point of access to it
.）
二、结构
Singleton典型的结构如下图所示：
图
1：Singleton模式的类图示意
三、应用
Singleton模式从概念上讲应该是所有模式中最简单的，它的目的很简单：限制我们创建实例的个数，Only one is permited。不过，该模式也可以扩展到允许指定数量个实例的情况。
一眼看去，Singleton似乎有些像全局对象。但是实际上，并不能用全局对象代替Singleton模式，这是因为：其一，有些编程语言例如Java、C#等，根本就不支持全局变量。其二，全局对象的方法并不能阻止人们将一个类实例化多次：除了类的全局实例外，开发人员仍然可以通过类的构造函数创建类的多个局部实例。而Singleton模式则通过从根本上控制类的创建，将“保证只有一个实例”这个任务交给了类本身，开发人员不可能再有其它途径得到类的多个实例。这一点是全局对象方法与Singleton模式的根本区别。
四、优缺点
Singleton模式是作为
"全局变量"的替代品出现的，所以它具有全局变量的特点：全局可见；它也具有全局变量不具备的性质：同类型的对象实例只可能有一个。对于全局变量“贯穿应用程序的整个生命期”的特性，对于Singleton，视具体的实现方法，并不一定成立。
五、举例
实现该模式最简便的方法就是：采用
static变量，并将类的构造函数、拷贝构造函数、赋值函数声明为
private或者
protected，同时提供
public的实例创建
/访问函数。
示例代码如下：
最后，需要注意的是，在C
++中，单件对象的释放是个比较麻烦的事情，在上面的第一个示例中，由于没有释放单件对象，实际上是存在内存泄漏的，在释放单件对象的问题上，我们有以下几种选择：
1、在程序退出时由上层应用负责
delete，比如在MFC程序中，在ExitInstance中逐一检查SingletonFactory的静态map对象所保存的Singleton；
2、在Singleton内部采用静态auto_ptr来封装Singleton对象，按此方法修改后的示例
1如下所示：
/**********************************START****************************************
实现该模式最简便的方法就是：采用static变量，并将类的构造函数、拷贝构造函数、赋值
函数声明为private或者protected，同时提供public的实例创建/访问函数。
第二个例子是用auto_ptr只能指针管理内存的动态分配
**********************************END****************************************/
#include <assert.h>
#include <iostream>
using namespace std;
class Singleton
{
public:
static Singleton* Instance() {
if (pInstance == NULL)
pInstance = new Singleton();
return pInstance;
}
protected:
Singleton() {}
private:
static Singleton* pInstance;
Singleton(const Singleton&) ;
Singleton& operator=(const Singleton&) ;
};
Singleton* Singleton::pInstance = NULL;
int main()
{
//Singleton instance; // Canot access protected constructor
//Singleton* pInstance = new Singleton; // Error
//Singleton instance = Singleton::Instance(); // Error
Singleton* pInstance1 = Singleton::Instance(); // Good
Singleton* pInstance2 = Singleton::Instance();
//cout.setf(ios::hex, ios::basefield);
cout << "pInstance1 = " << pInstance1 << endl;
cout << "pInstance2 = " << pInstance2 << endl;
//cout.setf(ios::dec, ios::basefield);
assert(pInstance1 == pInstance2);
return 0;
}
/********************************OUTPUT**************************************
pInstance1 = 00384F98
pInstance2 = 00384F98
Press any key to continue . . .
结果里面显示虽然实例化了两次，但是内容一样，因此只有一个类对象产生
**********************************END****************************************/
#include <assert.h>
#include <iostream>
#include <memory>
using namespace std;
class Singleton
{
public:
static Singleton* Instance() {
if (instance.get() == NULL)
{
instance.reset(new Singleton());
}
return instance.get();
}
protected:
Singleton() {}
private:
static auto_ptr<Singleton> instance;
Singleton(const Singleton&) ;
Singleton& operator=(const Singleton&) ;
};
auto_ptr<Singleton> Singleton::instance = auto_ptr<Singleton>(NULL);
int main()
{
Singleton* pInstance1 = Singleton::Instance(); // Good
Singleton* pInstance2 = Singleton::Instance();
cout << "pInstance1 = " << pInstance1 << endl;
cout << "pInstance2 = " << pInstance2 << endl;
assert(pInstance1 == pInstance2);
return 0;
}
/********************************OUTPUT**************************************
pInstance1 = 00384F98
pInstance2 = 00384F98
Press any key to continue . . .
结果里面显示虽然实例化了两次，但是内容一样，因此只有一个类对象产生
**********************************END****************************************/