1. 设计模式
设计模式(Design Pattern)是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类的、代码设计经验的总结。为什么会产生设计模式这样的东西呢?就像人类历史发展会产生兵法。最开始部落之间打仗时都是人拼人的对砍。后来春秋战国时期,七国之间经常打仗,就发现打仗也是有套路的,后来孙子就总结出了《孙子兵法》。孙子兵法也是类似。
使用设计模式的目的:为了代码可重用性、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。 设计模式使代码编写真正工程化;设计模式是软件工程的基石脉络,如同大厦的结构一样。
2. 单例模式
一个类只能创建一个对象,即单例模式,该模式可以保证系统中该类只有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点,该实例被所有程序模块共享。比如在某个服务器程序中,该服务器的配置信息存放在一个文件中,这些配置数据由一个单例对象统一读取,然后服务进程中的其他对象再通过这个单例对象获取这些配置信息,这种方式简化了在复杂环境下的配置管理。
2.1 饿汉模式
就是说不管你将来用不用,程序启动时就创建一个唯一的实例对象 。
class Singleton
{
public:
static Singleton* GetInstance()
{
return _psln;
}
private:
Singleton()
{}
Singleton(const Singleton&) = delete;
Singleton& operator=(Singleton&) = delete;
static Singleton* _psln;
};
Singleton Singleton::_psln;
如果这个单例对象在多线程高并发环境下频繁使用,性能要求较高,那么显然使用饿汉模式来避免资源竞争,提高响应速度更好。
- 保证全局(整个进程)只有唯一实例对象
- 饿汉模式:一开始就创建对象,特别简单
缺陷:
- 缺点1:多个单例对象A,B,C假设要求他们之间有依赖关系:依次创建,就无法达到,无法保证顺序
- 缺点2:可能会导致程序启动很慢
2.2 懒汉模式
如果单例对象构造十分耗时或者占用很多资源,比如加载插件啊, 初始化网络连接啊,读取文件啊等等,而有可能该对象程序运行时不会用到,那么也要在程序一开始就进行初始化,就会导致程序启动时非常的缓慢。 所以这种情况使用懒汉模式(延迟加载)更好。
class Singleton
{
public:
static Singleton* GetInstance()
{
if (_psln == nullptr)
{
unique_lock<mutex> lock(_Mtx);
if (_psln == nullptr)
{
_psln = new Singleton;
}
}
return _psln;
}
private:
Singleton()
{}
Singleton(const Singleton&) = delete;
Singleton& operator=(Singleton&) = delete;
static Singleton* _psln;
static mutex _Mtx;
};
Singleton* Singleton::_psln = nullptr;
mutex Singleton::_Mtx;
- 懒汉模式:第一次调用的时候才会创建初始化实例
- 如果不加锁是会出现线程安全的问题
- 但是加锁是会十分影响性能的,所以引入了双检查
- 既要保证线程安全+又要保证效率的问题
3. 设计一个类- - -只能在堆上创建对象
实现方式:
- 将类的构造函数私有,拷贝构造声明成私有。防止别人调用拷贝在栈上生成对象。
- 提供一个静态的成员函数,在该静态成员函数中完成堆对象的创建
class HeapOnly
{
public:
static HeapOnly* CreateObject()
{
return new HeapOnly;
}
private:
HeapOnly() {}
HeapOnly(const HeapOnly&);
HeapOnly(const HeapOnly&) = delete;
};
4. 只能在栈上创建对象
同上将构造函数私有化,然后设计静态方法创建对象返回即可
class StackOnly
{
public:
static StackOnly CreateObject()
{
return StackOnly();
}
private:
StackOnly() {}
};
5. 不能被拷贝
拷贝只会在两个场景中:拷贝构造函数以及赋值运算符重载,因此想要让一个类禁止拷贝,只需让该类不能调用拷贝构造函数以及赋值运算符重载即可。
C++98
- 将拷贝构造函数与赋值运算符重载只声明不定义,并且将其访问权限设置为私有即可。
class CopyBan
{
private:
CopyBan(const CopyBan&);
CopyBan& operator=(const CopyBan&);
};
原因:
- 设置成私有:如果只声明没有设置成private,用户自己如果在类外定义了,就可以不能禁止拷贝了
- 只声明不定义:不定义是因为该函数根本不会调用,定义了其实也没有什么意义,不写反而还简单,而且如果定义了就不会防止成员函数内部拷贝了。
C++11
- C++11扩展delete的用法,delete除了释放new申请的资源外,如果在默认成员函数后跟上=delete,表示让编译器删除掉该默认成员函数。
class CopyBan
{
CopyBan(const CopyBan&)=delete;
CopyBan& operator=(const CopyBan&)=delete;
};
6. 不能被继承
C++98中构造函数私有化 ,派生类中调不到基类的构造函数(派生类的构造函数,必须调用父类的构造函数初始化继承的父类成员,但是父类构造函数私有,派生类内不可见)。则无法继承
class NonInherit
{
public:
static NonInherit GetInstance()
{
return NonInherit();
}
private:
NonInherit()
{}
};
C++11方法,final关键字,final修饰类,表示该类不能被继承。
class A final
{
};
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