单例的模版实现

相信现在大家对单例的实现已经成竹于胸,接下来,介绍使用模版技术实现单例。

Singleton.h

对于不同的类型,只能使用类模版 Singleton 生成一个唯一的对象。

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#ifndef SINGLETON_H
#define SINGLETON_H
#include <QMutex>
#include <QScopedPointer>
template <typename T>
class Singleton {
public:
static T& getInstance();
Singleton(const Singleton &other);
Singleton<T>& operator=(const Singleton &other);
private:
static QMutex mutex;
static QScopedPointer<T> instance;
};
/*-----------------------------------------------------------------------------|
| Singleton implementation |
|----------------------------------------------------------------------------*/
template <typename T> QMutex Singleton<T>::mutex;
template <typename T> QScopedPointer<T> Singleton<T>::instance;
template <typename T>
T& Singleton<T>::getInstance() {
if (instance.isNull()) {
mutex.lock();
if (instance.isNull()) {
instance.reset(new T());
}
mutex.unlock();
}
return *instance.data();
}
#endif // SINGLETON_H

ConfigUtil.h

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#ifndef CONFIGUTIL_H
#define CONFIGUTIL_H
#include <QString>
#include <QScopedPointer> // [1]
template <typename T> class Singleton; // [2]
class ConfigUtil {
public:
QString getDatabaseName() const;
private:
// [3]
ConfigUtil();
~ConfigUtil();
ConfigUtil(const ConfigUtil &other);
ConfigUtil& operator=(const ConfigUtil &other);
// [4]
friend class Singleton<ConfigUtil>;
friend struct QScopedPointerDeleter<ConfigUtil>;
};
#endif // CONFIGUTIL_H

由于 ConfigUtil 的构造函数是 private 的,要在类 Singleton 里生成它的对象,所以需要把 Singleton 设置为它的友员类,同理由于它的析构函数是 private 的,程序退出是会在 QScopedPointerDeleter 里 delete 它的指针对象,所以要把 QScopedPointerDeleter 设置为它的友员结构体。

ConfigUtil.cpp

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#include "ConfigUtil.h"
#include <QDebug>
ConfigUtil::ConfigUtil() {
qDebug() << "ConfigUtil()";
}
ConfigUtil::~ConfigUtil() {
qDebug() << "~ConfigUtil()";
}
QString ConfigUtil::getDatabaseName() const {
return "The Mass";
}

main.cpp

main() 函数用于展示 ConfigUtil 的使用。

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#include "ConfigUtil.h"
#include "Singleton.h"
#include <QDebug>
int main(int argc, char *argv[]) {
Q_UNUSED(argc)
Q_UNUSED(argv)
qDebug() << Singleton<ConfigUtil>::getInstance().getDatabaseName();
qDebug() << Singleton<ConfigUtil>::getInstance().getDatabaseName();
return 0;
}

输出:

ConfigUtil()
“The Mass”
“The Mass”
~ConfigUtil()

单例的功能没有任何问题,唯一和前面不同的是,获取单例类的对象使用的是 Singleton<ConfigUtil>::getInstance() 而不是 ConfigUtil::getInstance()

思考

和前面一样,观察 ConfigUtil 的实现,也是同样的有大量相似的重复代码用来实现单例,在 ConfigUtil.h 里标记为 [1][2][3][4] 的部分,有了前面的经验,我们应该能轻易的想到使用宏实现代码复用,简化实现过程。具体怎么做呢?我们可以先自己独立地实现一下,然后再阅读后面的章节,相信对我们会更有启发意义。