c单例模式详解(c++单例模式应用场景)
c#单例模式怎么使用
1、什么是单例
单例模式（Singleton）是几个创建模式中最对立的一个，它的主要特点不是根据用户程序调用生成一个新的实例，而是控制某个类型的实例唯一性，通过上图我们知道它包含的角色只有一个，就是Singleton，它拥有一个私有构造函数，这确保用户无法通过new直接实例它。除此之外，该模式中包含一个静态私有成员变量instance与静态公有方法Instance()。Instance()方法负责检验并实例化自己，然后存储在静态成员变量中，以确保只有一个实例被创建。
作用：单例模式就是保证在整个应用程序的生命周期中，在任何时刻，被指定的类只有一个实例，并为客户程序提供一个获取该实例的全局访问点。
2、三种写法
2.1.经典模式：
public class Singleton
{ private static Singleton instance; private Singleton()
{
} public static Singleton GetInstance()
{ if(instance==null)
{
instance=new Singleton();
} return instance;
}
}
在这种经典模式下，没有考虑线程并发获取实例问题，即可能出现两个线程同时获取instance实例，且此时其为null时，就会出现两个线程分别创建了instance，违反了单例规则。因此，需对上面代码修改。
2.2 多线程下的单例模式
public class Singleton
{ private static Singleton instance; private static object _lock=new object(); private Singleton()
{
} public static Singleton GetInstance()
{ if(instance==null)
{ lock(_lock)
{ if(instance==null)
{
instance=new Singleton();
}
}
} return instance;
}
}
上述代码使用了双重锁方式较好地解决了多线程下的单例模式实现。先看内层的if语句块，使用这个语句块时，先进行加锁操作，保证只有一个线程可以访问该语句块，进而保证只创建了一个实例。再看外层的if语句块，这使得每个线程欲获取实例时不必每次都得加锁，因为只有实例为空时（即需要创建一个实例），才需加锁创建，若果已存在一个实例，就直接返回该实例，节省了性能开销。
2.3 饿汉模式
public sealed class Singleton
{ private static readonly Singleton instance=new Singleton(); private Singleton()
{
} public static Singleton GetInstance()
{ return instance;
}
}
上面使用的readonly关键可以跟static一起使用，用于指定该常量是类别级的，它的初始化交由静态构造函数实现，并可以在运行时编译。在这种模式下，无需自己解决线程安全性问题，CLR会给我们解决。由此可以看到这个类被加载时，会自动实例化这个类，而不用在第一次调用GetInstance()后才实例化出唯一的单例对象。
3、单例模式的优点
单例模式（Singleton）会控制其实例对象的数量，从而确保访问对象的唯一性。
实例控制：单例模式防止其它对象对自己的实例化，确保所有的对象都访问一个实例。
伸缩性：因为由类自己来控制实例化进程，类就在改变实例化进程上有相应的伸缩性。
4、单例模式的缺点：
系统开销。虽然这个系统开销看起来很小，但是每次引用这个类实例的时候都要进行实例是否存在的检查。这个问题可以通过静态实例来解决。
开发混淆。当使用一个单例模式的对象的时候（特别是定义在类库中的），开发人员必须要记住不能使用new关键字来实例化对象。因为开发者看不到在类库中的源代码，所以当他们发现不能实例化一个类的时候会很惊讶。
对象生命周期。单例模式没有提出对象的销毁。在提供内存管理的开发语言（比如，基于.NetFramework的语言）中，只有单例模式对象自己才能将对象实例销毁，因为只有它拥有对实例的引用。在各种开发语言中，比如C++，其它类可以销毁对象实例，但是这么做将导致单例类内部的指针指向不明。
5、单例适用性
使用Singleton模式有一个必要条件：在一个系统要求一个类只有一个实例时才应当使用单例模式。反之，如果一个类可以有几个实例共存，就不要使用单例模式。
不要使用单例模式存取全局变量。这违背了单例模式的用意，最好放到对应类的静态成员中。
不要将数据库连接做成单例，因为一个系统可能会与数据库有多个连接，并且在有连接池的情况下，应当尽可能及时释放连接。Singleton模式由于使用静态成员存储类实例，所以可能会造成资源无法及时释放，带来问题。
C++单例模式
1、构造方法私有
那么，就意味着，只能在Singleton的成员函数中，才能调用Singleton的构造函数来创建实例。在Singleton之外，不能创建Singleton对象的实例。
2、代码中，定义了GetInstance方法，只能通过GetInstance方法来获取Singleton对象的实例，单例就是在GetInstance方法中控制的。
首先，Singleton有一个
static Singleton* instance;//惟一实例
Singleton* Singleton::instance=NULL;
在这里初始化为NULL。
Singleton* Singleton::GetInstance()
{
if(instance == NULL)
{
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
上面的函数，就是通过instance来实现单例的。
当第一次调用GetInstance时，instance 为NULL，所以会执行
instance = new Singleton();
把这个新建的实例保存到静态成员instance，并返回这个指针。
第二次到第N次调用GetInstance时，由于instance不为空，所以会直接返回instance 。也就是第一次调用GetInstance创建的那个实例。
所以这样就实现了，单实例。
意思就是说，Singleton对象的实例，只会被创建一次，就是说内存中，只存在一个Singleton的实例，就是所谓，单实例。
C#中什么是工厂模式,什么是单列模式
单例模式的意思就是只有一个实例。单例模式确保某一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。这个类称为单例类。
如
private static Form form = null;
public static Form FormValue()
{
if(form == null)
form = new Form();
return form;
}
如下是工厂模式：
专门定义一个类来负责创建其他类的实例，被创建的实例通常都具有共同的父类。它又称为静态工厂方法模式，属于类的创建型模式。
简单工厂模式的UML类图(见右图)
简单工厂模式的实质是由一个工厂类根据传入的参数，动态决定应该创建哪一个产品类（这些产品类继承自一个父类或接口）的实例。
该模式中包含的角色及其职责
工厂（Creator）角色
简单工厂模式的核心，它负责实现创建所有实例的内部逻辑。工厂类可以被外界直接调用，创建所需的产品对象。
抽象（Product）角色
简单工厂模式所创建的所有对象的父类，它负责描述所有实例所共有的公共接口。
具体产品（Concrete Product）角色
简单工厂模式的特点:
简单工厂模式的创建目标，所有创建的对象都是充当这个角色的某个具体类的实例。
在这个模式中，工厂类是整个模式的关键所在。它包含必要的判断逻辑，能够根据外界给定的信息，决定究竟应该创建哪个具体类的对象。用户在使用时可以直接根据工厂类去创建所需的实例，而无需了解这些对象是如何创建以及如何组织的。有利于整个软件体系结构的优化。
不难发现，简单工厂模式的缺点也正体现在其工厂类上，由于工厂类集中了所有实例的创建逻辑，所以“高内聚”方面做的并不好。另外，当系统中的具体产品类不断增多时，可能会出现要求工厂类也要做相应的修改，扩展性并不很好。
例如：
public abstract class VideoWiring
{
public abstract string PlayVideo();
}
public class Create
{
public static VideoWiring factory(string VideoName)
{
switch (VideoName)
{
case "DVD":
return new DVD();
case "VCD":
return new VCD();
}
return null;
}
}
public class VCD:VideoWiring
{
public override string PlayVideo()
{
return "正在播放播放VCD";
}
}
public class DVD : VideoWiring
{
public override string PlayVideo()
{
return "正在播放播放DVD";
}
}
看下这个例子
VideoWiring vw = Create.factory("DVD");
textBox1.Text= vw.PlayVideo();
vw = Create.factory("VCD");
textBox1.Text+=vw.PlayVideo();