C++易错知识点笔记（九）学了静态成员函数，现在尝试写一个单例模式

单例模式是指一个类只能创建一个类对象，本文从第一种单例模式的写法开始介绍，后一种单例模式均是对前一种单例模式可能出现的问题的改进，写法大同小异，读者可跟随文章一起分析。

#include
using namespace std;
class Clog {
private:
	static Clog* ptr;
	Clog() = default;
public:
	//唯一的创建类的接口
	static Clog* createObject(){
		if(ptr==nullptr)
		    ptr=new Clog();
		return ptr;
	}
};
Clog* Clog::ptr = nullptr;


int main()
{
	Clog* p = Clog::createObject();
	Clog* p1 = Clog::createObject();

	delete p;
	delete p1;
	//指针接收创建这个唯一的类就是需要手动释放资源，容易引起线程安全问题
}

分析
1）将构造函数声明为私有，而暴露一个createObject()函数创造类对象。
2）将createObject()类对象声明为static，方便我们直接用类名调用该函数，而不必陷入“调用函数应该先创建对象，而创建对象需要调用该函数的这种鸡生蛋，蛋生鸡” 问题。
3）现在需要一个Clog类的指针作为createObject()函数的返回值，而只有静态成员变量才能不用对象就可以调用，而且静态函数内部只能用静态成员变量，所以在类中声明一个静态的Clog指针。
4）在main函数中直接调用Clog类中的createObject方法，会返回一个Clog类对象的指针=Clog::ptr，是Clog类中的静态成员变量，所以不论在main函数中调用多少次，返回的都是唯一的那一个Clog类中的静态成员变量ptr的值。
5）从此我们想要在程序的任何地方使用该单例对象都可以直接调用Clog类中的createObject方法返回这个对象供我们操作。也就是说实现了单例模式，单例模式有什么用呢？比如说我们编程序的时候想要记录我们的日志，那么就可以用这个唯一的单例模式的类对象进行记录。
该方法的不足之处
createObject()函数返回的是Clog*类型new出来的堆对象，我们需要注意内存释放的问题。容易引起线程安全性问题。
----->解决方法：createObject()函数返回Clog 类型对象栈对象，并用static关键字声明该对象，让该对象的声明周期在整个程序运行期间。（这里不理解可以看看static关键字用法）见第二种单例模式。

//#include
using namespace std;
class Clog {
private:
	Clog() = default;

public:
	//唯一的创建类的接口
	static Clog* createObject() {
		static Clog p;
		return &p;
	}
	
};
int main()
{

	Clog* p = Clog::createObject();
	Clog* p1 = Clog::createObject();

}

该方法已经解决了内存释放的问题，但是我们还是可以注意到，他返回的是一个类的指针，既然是指针，难免有同学会一不小心去delete他，运行的时候引起错误。
解决方法------->不去返回一个类的指针了，返回一个类的引用。见第三种单例模式。

#include
using namespace std;
class Clog {
private:
	Clog() = default;
	
public:
	//唯一的创建类的接口
	static Clog& createObject() {
		static Clog p;
		return p;
	}
};


int main()
{ 
	Clog& p = Clog::createObject();
	Clog& p1 = Clog::createObject();
}

现在问题已经解决，但是我们又想到，有些同学在main函数中调用这个createObject接口可能会忘了用Clog类型的引用去接，而是用Clog类型的对象去接，例如Clog p2 = Clog::createObject();，这里的p2对象接的就不是我们想要的单例模式的唯一的对象了，而是因为一个“=”号调用了Clog类中的拷贝构造函数，拷贝构造了一个对象，最终的结果就是又生成了一个新对象。

---->解决方法：禁用拷贝构造函数或者禁用”=“运算符重载。见第四种单例模式。

#include
using namespace std;
class Clog {
private:
	Clog() = default;
	
public:
	//唯一的创建类的接口
	static Clog& createObject() {
		static Clog p;
		return p;
	}
	Clog(Clog& obj) = delete;
	Clog* operator= (Clog& obj) = delete;//禁用其中任何一个函数或者都禁用
};


int main()
{ 
	Clog& p = Clog::createObject();
	Clog& p1 = Clog::createObject();
}