C++ 单例模式模版类(Meyers‘ Singleton)

自己实现的Meyers’ Singleton的单例模式模板类。

1 不继承

具体类无需继承，使用Singleton<Test>::getInstance()获得唯一实例。

template<typename T>
class Singleton
{private:Singleton() = default;  // 设置为私有(protected也行)，禁止外部直接构造public:Singleton(const Singleton&) = delete; // 禁止拷贝构造Singleton& operator = (const Singleton&) = delete; // 禁止拷贝赋值~Singleton() = default;public:static T& getInstance() //  Meyers' Singleton {static T instance;return instance;}
};class Test
{public:Test() = default;~Test() = default;public:void Func() { std::cout << "Test::Func()" << std::endl; }
};#define TestInstance Singleton<Test>::getInstance() // 这里注意没有分号

调用如下：

int main()
{TestInstance.Func();return 0;
}

这种实现方式简单、方便，无需继承。
由于无需继承，通过Test类声明无法知道该类为单例类，意义不明确。
由于Singleton中需要调用Test的构造函数，所以必须将其声明为public。这会导致无法阻止外部直接构造Test对象。

2 继承

template<typename T>
class Singleton
{public:~Singleton() = default;static T& getInstance() //  Meyers' Singleton { static T instance;return instance;}private:Singleton(const Singleton&) = delete; // 禁止拷贝构造Singleton& operator = (const Singleton&) = delete; // 禁止拷贝赋值protected: // 允许被继承类调用Singleton() = default;  // 设置为私有，禁止外部直接构造
};class Test : public Singleton<Test>
{public:void Func() { std::cout << "Test::Func()" << std::endl; }public: // 只能为public，否则编译报错，不能阻止外部调用Test() = default;
};#define TestInstance Test::getInstance()

Test继承Singleton，通过类声明就知道Test是个单例类。但是构造函数依然只能声明为public，导致外部依旧能直接调用构造Test对象。

3 继承+友元

template<typename T>
class Singleton
{public:friend typename T; // 友元声明public:~Singleton() = default;static T& getInstance() //  Meyers' Singleton { static T instance;return instance;}private:Singleton(const Singleton&) = delete; // 禁止拷贝构造Singleton& operator = (const Singleton&) = delete; // 禁止拷贝赋值private:Singleton() = default;  // 设置为私有，禁止外部直接构造
};class Test : public Singleton<Test>
{public:friend class Singleton<Test>;  // 友元声明public:void Func() { std::cout << "Test::Func()" << std::endl; }private: // 构造函数可以声明为private，阻止外部直接调用Test() = default;
};#define TestInstance Test::getInstance()

通过相互声明为友元，Test的构造函数即使声明为private，Singleton的依旧能访问其构造函数，不会编译报错。
同时private阻止外部直接构造Test对象，只能通过Test::getInstance()获取唯一实例。当然，这就要求新类继承自Singleton时必须将Singleton声明自己的友元类。

4 继承+友元(小改版)

template<typename T>
class Singleton
{protected: // 不能直接构造，同时子类可访问，这是protected的优势Singleton() = default;public: // 不提供拷贝构造函数和赋值函数Singleton(const Singleton& one) = delete;Singleton& operator=(const Singleton& one) = delete;public: // 全局访问函数static T& GetInstance(){static T instance;return instance;}
};class Test : public Singleton<Test> // 继承自Singleton<TestClass>
{public: // 必须提供friend Singleton<Test>;private: // 不能直接构造，也可使用protectedTest() = default;public:void TestFunc(){}
};

当Test继承子Singleton<Test>后，需要改动的地方有两处：

声明Singleton<Test>为友元。
声明构造函数为private或者protected。

感觉还是比较麻烦，想最终实现的功能是：一个类想要变成单例类，只需要继承自单例模板类即可，无需再做其他修改。