C++单例模式实现详解

单例模式通过私有构造函数、静态实例和全局访问点确保类唯一实例。1. 懒汉模式延迟初始化，需加锁保证线程安全；2. 饿汉模式程序启动即创建，线程安全但可能浪费资源；3. 局部静态变量法（C++11）最推荐，线程安全、简洁且自动管理生命周期，配合删除拷贝和赋值操作确保唯一性。

单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。在C++中，实现单例模式需要控制构造函数的访问、定义静态实例以及提供静态获取方法。以下是几种常见的实现方式。

懒汉模式（延迟初始化）

实例在第一次使用时才创建，适合资源敏感场景。

基础实现：

class Singleton {
private:
    static Singleton* instance;
    Singleton() {}  // 私有构造函数
public:
static Singleton* getInstance() {
if (instance == nullptr) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
};
// 静态成员定义
Singleton* Singleton::instance = nullptr;

上述版本在多线程环境下不安全。加锁后线程安全版本：

#include <mutex>
class Singleton {
private:
static Singleton* instance;
static std::mutex mtx;
Singleton() {}
public:
static Singleton* getInstance() {
std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);
if (instance == nullptr) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
};
Singleton* Singleton::instance = nullptr;
std::mutex Singleton::mtx;

饿汉模式（程序启动时初始化）

实例在程序启动时就创建，无需考虑多线程问题。

class Singleton {
private:
    Singleton() {}
    static Singleton instance;  // 静态成员变量
public:
static Singleton& getInstance() {
return instance;
}
};
// 定义静态成员
Singleton Singleton::instance;

class Singleton {
private:
    Singleton() {}
    ~Singleton() {}
public:
Singleton(const Singleton&) = delete;
Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;
static Singleton& getInstance() {
    static Singleton instance;  // 局部静态变量
    return instance;
}
};