一.概述

1.什么是单例模式

单例模式（Singleton Pattern）是一种设计模式，用于确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点以访问该实例。

在应用程序的整个生命周期内，只能创建一个特定类的对象。

单例模式常用于需要共享资源或控制共享某些资源的情况，以确保资源的一致性和有效管理。

例如一般一个程序中只有一个日志输出实例，一个系统中只有一个数据库连接实例，这时候用单例模式非常合适。

2.单例模式通常包括要素

私有构造函数：单例类通常将其构造函数设为私有，以防止外部代码直接实例化类的对象。

静态成员变量：单例类通常包含一个私有的静态成员变量，用于存储类的唯一实例。

静态成员函数：单例类通常包含一个公共的静态成员函数，通常命名为 getInstance() 或 Instance()，用于获取单例类的实例。

              说明：用getInstance或者Instance没有区别，但从直观理解上用getInstance更好一点

延迟初始化：在首次调用 getInstance() 方法时才创建类的唯一实例，以延迟初始化。

线程安全性：如果在多线程环境中使用单例模式，需要确保线程安全性，以防止多个线程同时创建实例。通常可以使用互斥锁等机制来实现线程安全性。

3.单例模式的优点和缺点

优点：

提供全局访问点，方便在应用程序的不同部分共享对象。

确保只有一个实例存在，节省资源。

提供对单一资源或配置的集中管理。

支持懒加载，只在需要时创建实例。

缺点：

可能导致全局状态，增加了代码的耦合性。

在某些情况下可能会引入单点故障。

难以进行单元测试，因为单例对象难以模拟或替代。

二.代码实现

1.简单的单例实现

（1）test.h

#ifndef MYWIDGET_H

#define MYWIDGET_H

#include <QWidget>

#include <QString>

class MyWidget : public QWidget {

    Q_OBJECT

public:

    static MyWidget* getInstance();    

    void updateData(const QString& data);

private:

    MyWidget(QWidget* parent = nullptr);

    static MyWidget* instance;

};

#endif // MYWIDGET_H

（2）test.cpp

#include "test.h"

#include <QDebug>

MyWidget* MyWidget::instance = nullptr;

MyWidget* MyWidget::getInstance() {

    if (!instance) {

        instance = new MyWidget();

    }

    return instance;

}

MyWidget::MyWidget(QWidget* parent) : QWidget(parent) {

    // 初始化界面部件

}

void MyWidget::updateData(const QString& data)

{

    qDebug()<<"display:"<<data;

}

(3)调用

   #include "test.h"

   MyWidget* myWidget = MyWidget::getInstance();

   myWidget->updateData("Some data to display");

   //或者

  MyWidget::getInstance()->updateData("Some data to display");  

  

2.线程安全的单例示例

（1）test.h

#ifndef MYWIDGET_H

#define MYWIDGET_H

#include <QWidget>

#include <QString>

class MyWidget : public QWidget {

    Q_OBJECT

public:

    static MyWidget* getInstance();

    void updateData(const QString& data);

private:

    MyWidget(QWidget* parent = nullptr);

    static QScopedPointer<MyWidget> self;

};

#endif // MYWIDGET_H

(2)test.cpp

#include "test.h"

#include <QDebug>

#include "qmutex.h"

QScopedPointer<MyWidget> MyWidget::self;

MyWidget *MyWidget::getInstance()

{

    if (self.isNull()) {

        static QMutex mutex;

        QMutexLocker locker(&mutex);

        if (self.isNull()) {

            self.reset(new MyWidget);

        }

    }

    return self.data();

}

MyWidget::MyWidget(QWidget* parent) : QWidget(parent) {

    // 初始化界面部件

}

void MyWidget::updateData(const QString& data)

{

    qDebug()<<"display:"<<data;

}

(3)调用

#include "test.h"

MyWidget::getInstance()->updateData("Some data to display");