编辑“︁C++ 单例模式”︁（章节）

== 实现方式 ==

=== 基础实现（非线程安全） ===
以下是一个最简单的单例模式实现，但仅适用于单线程环境：

<syntaxhighlight lang="cpp">
class Singleton {
private:
    static Singleton* instance;  // 静态成员变量，存储唯一实例
    Singleton() {}              // 私有构造函数

public:
    // 删除拷贝构造函数和赋值运算符，防止复制
    Singleton(const Singleton&) = delete;
    Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

    // 静态方法，提供全局访问点
    static Singleton* getInstance() {
        if (instance == nullptr) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }

    void doSomething() {
        std::cout << "Singleton is doing something." << std::endl;
    }
};

// 初始化静态成员变量
Singleton* Singleton::instance = nullptr;
</syntaxhighlight>

'''使用示例：'''
<syntaxhighlight lang="cpp">
int main() {
    Singleton* singleton = Singleton::getInstance();
    singleton->doSomething();
    return 0;
}
</syntaxhighlight>

'''输出：'''
<pre>
Singleton is doing something.
</pre>

=== 线程安全实现（C++11及以上） ===
在多线程环境中，上述实现可能导致多个实例被创建。以下是线程安全的实现方式：

<syntaxhighlight lang="cpp">
#include <mutex>

class ThreadSafeSingleton {
private:
    static ThreadSafeSingleton* instance;
    static std::mutex mtx;       // 互斥锁，确保线程安全
    ThreadSafeSingleton() {}     // 私有构造函数

public:
    ThreadSafeSingleton(const ThreadSafeSingleton&) = delete;
    ThreadSafeSingleton& operator=(const ThreadSafeSingleton&) = delete;

    static ThreadSafeSingleton* getInstance() {
        std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);  // 加锁
        if (instance == nullptr) {
            instance = new ThreadSafeSingleton();
        }
        return instance;
    }
};

// 初始化静态成员变量
ThreadSafeSingleton* ThreadSafeSingleton::instance = nullptr;
std::mutex ThreadSafeSingleton::mtx;
</syntaxhighlight>

=== 更高效的线程安全实现（Meyer's Singleton） ===
C++11 引入了静态局部变量的线程安全特性，可以利用这一点简化实现：

<syntaxhighlight lang="cpp">
class MeyersSingleton {
private:
    MeyersSingleton() {}  // 私有构造函数

public:
    MeyersSingleton(const MeyersSingleton&) = delete;
    MeyersSingleton& operator=(const MeyersSingleton&) = delete;

    static MeyersSingleton& getInstance() {
        static MeyersSingleton instance;  // 线程安全，C++11保证
        return instance;
    }
};
</syntaxhighlight>