C++使用宏函數(shù)實現(xiàn)單例模板詳解
更新時間：2023年02月10日 14:23:43 作者：ufgnix0802
在我們?nèi)粘ｉ_發(fā)中，無可避免需要使用單例模式進行設(shè)計類對象。這篇文章主要介紹了如何使用宏函數(shù)實現(xiàn)單例模板，感興趣的小伙伴可以了解一下
在我們?nèi)粘ｉ_發(fā)中，無可避免需要使用單例模式進行設(shè)計類對象，那么實際上我們寫單例格式基本都是一樣的，那么每次都要寫幾乎一模一樣的代碼來實現(xiàn)我們需要的單例對象是不是會覺得很累？下面博主提供一種單例模板來完成我們?nèi)粘ＴO(shè)計單例類，提高工作效率。既然封裝了，那么當然是封裝一個線程安全的單例模板，如下：
ISingleton.hpp
#pragma once
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include <thread>
#include <mutex>
/******************************************************************************/
/**********************ufgnix0802:單例宏定義（線程安全）*************************/
/******************************************************************************/
#define SINGLETON_CLASS_DEFAULT(Class) \
private: \
Class() {} \
~Class() {} \
Class(Class &other) {} \
Class(const Class &other) {} \
Class& operator=(Class &other) {} \
Class& operator=(const Class &other) {} \
#define SINGLETON_CLASS_FUNC_DECL(Class) \
public: \
static Class& Ins(); \
private: \
static void InitSingleton(); \
\
static void Release(); \
\
SINGLETON_CLASS_DEFAULT(Class) \
private: \
static std::once_flag m_singletonFlag; \
static Class* m_ins;
/* https://liam.page/2020/10/27/implement-a-singleton-class-template-in-cxx/ */
/* https://liam.page/2017/01/17/layers-and-operation-system/#CPU-%E5%8A%A8%E6%80%81%E8%B0%83%E5%BA%A6 */
#define SINGLETON_CLASS_FUNC_IMPL(Class) \
Class& Class::Ins() { \
/* 使用雙重檢查，外層檢查是為了避免鎖住過大的面積，從而導致鎖的競爭特別頻繁；*/\
/* 內(nèi)層檢查是為了確保只在其它線程沒有搶占鎖完成初始化工作而設(shè)計。*/ \
/* 這種做法在Java下是正確的，但是在C++下則沒有保證。*/ \
/* std::once_flag 和 std::call_once：它們內(nèi)部利用互斥量和條件變量組合，*/ \
/* 實現(xiàn)這樣的語義。值得一提的是，如果執(zhí)行過程中拋出異常，標準庫的設(shè)施不認為 */ \
/* 這是一次「成功的執(zhí)行」。于是其他線程可以繼續(xù)搶占鎖來執(zhí)行函數(shù)。 */ \
/* std:call_once確保函數(shù)或代碼片段在多線程環(huán)境下，只需要執(zhí)行一次。 */ \
std::call_once(m_singletonFlag, &Class::InitSingleton); \
assert(m_ins != NULL); \
return *m_ins; \
} \
\
void Class::InitSingleton() { \
m_ins = new Class; \
if (m_ins) { \
/* C 庫函數(shù) int atexit(void (*func)(void)) 當程序正常終止時，調(diào)用指定的*/ \
/* 函數(shù)func。您可以在任何地方注冊你的終止函數(shù)，*/ \
/* 但它會在程序終止的時候被調(diào)用。*/ \
::atexit(Release); \
} \
} \
\
void Class::Release() { \
if (m_ins) { \
delete m_ins; \
m_ins = NULL; \
} \
}
#define SINGLETON_CLASS_VARIABLE_IMPL(Class) \
std::once_flag Class::m_singletonFlag; \
Class* Class::m_ins = NULL;
#define SINGLETON_CLASS_IMPL(Class) \
SINGLETON_CLASS_VARIABLE_IMPL(Class) \
SINGLETON_CLASS_FUNC_IMPL(Class)
使用方式
注意，如果我們的單例類對象在.hpp文件中那么可能出現(xiàn)重定義的問題，博主設(shè)計的單例模板，只適用于.h和.cpp，即聲明和定義分開單例類對象。
Aclass.h
#include "ISingleton.hpp"
class Aclass {
//聲明
SINGLETON_CLASS_FUNC_DECL(Aclass)
public:
int a;
};
Aclass.cpp
#include "Aclass.h" //定義 SINGLETON_CLASS_IMPL(Aclass);
main.c
#include "Aclass.h"
int main() {
//Aclass a; err
Aclass::Ins().a = 5;
std::cout << Aclass::Ins().a << std::endl;
return 0;
}
運行結(jié)果：
到此這篇關(guān)于C++使用宏函數(shù)實現(xiàn)單例模板詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++宏函數(shù)實現(xiàn)單例模板內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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