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c++ - 是否可以强制仅通过单例实例化一个类

问题描述

当我使用 C++11 进行编码时，我通常使用设计模式 Singleton。这是我设计单身人士的方式：

template<typename T>
class Singleton {
private:
    Singleton() = default;
    ~Singleton() = default;
public:
    static T * GetInstance() {
        static T t;
        return &t;
    }
    Singleton(const Singleton &) = delete;
    Singleton(Singleton &&) = delete;
    Singleton & operator=(const Singleton &) = delete;
    Singleton & operator=(Singleton &&) = delete;
};

然后，我们可以定义我们想要的任何类，例如class Test{};，Singleton<Test>::GetInstance();并将生成一个对象。

一切正常。

但是，今天我认为这class Test{};可以摆脱限制。我的意思是，即使我定义了 class Singletion<T>，但其他开发人员可以定义他们的类，例如Test，并且不要使用Singleton，因此他们可以根据需要生成许多对象。但我想要的是，如果你决定定义一个应该是单例的类，你不能通过调用构造函数来生成对象，而只能通过调用Singleton<Test>::GetInstance().

总之，我想得到这个：

Test t;  // compile error
Test *p = Singleton<Test>::GetInstance(); // OK

为此，我尝试了一些棘手的方法，例如，我让类Test继承Singleton<Test>：

class Test : public Singleton<Test> {
public:
    Test() : Singleton<Test>() {}
};

因此，如果您正在定义一个应该是单例的类，则继承该类Singleton，现在您的类无法通过调用构造函数生成任何其他对象。但它不起作用，因为它的构造函数Singleton是私有的。但是如果我friend T;在课堂上写Singleton，Test t;就会变得合法......

看来我不能强制类用户仅通过 Singleton 来构造对象。

有人能帮我吗？或者告诉我我正在做一些不可能的事情......

标签： c++singleton

解决方案

您可以使用 CRTP 模式来实现这一点

template <class T>
class Singleton {
public:
    Singleton& operator = (const Singleton&) = delete;
    Singleton& operator = (Singleton&&)      = delete;

    static T& get_instance() {
        if(!instance)
            instance = new T_Instance;
        return *instance;
    }

protected:
    Singleton() {}

private:
    struct T_Instance : public T {
        T_Instance() : T() {}
    };

    static inline T* instance = nullptr;
};

class Example : public Singleton<Example> {
protected:
    Example() {}
};

int main()
{
    auto& test = Example::get_instance();
    Example e; // this will give you error
}

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