C++编写程序时，如何通过简单且易懂的单例模式实现出来?

单例模式在c++学习中，算是一个重点的知识点，它也是设计模式中最为简单、最为常见、最容易实现，也是最应该熟悉和掌握的模式了。我这里给大家简单的捋一遍，什么是单例模式，怎么用单例模式实现，代码案例又该怎么写？这些都会给大家一一讲到。

1、首先，什么是单例模式？简单粗暴的讲单例模式是一个类只能实例化一个对象。

2、实现单例模式的主要思路需要围绕几个方面来思考？整理主要有以下4点：

• （1）把无参构造函数和拷贝构造函数私有化；
• （2）定义一个类内的静态成员指针；
• （3）在类外初始化时，需要new一个对象；
• （4）把指针的权限设置为私有，然后提供一个静态成员函数让外面能够获取这个指针。

以上思路我们知道了，如果用简单的代码来实现又该如何来实现？比如我们用下班打卡钟打卡的方式来进行代码的实现，要求：“打印出每个打过卡的人，并记录已打印的总次数。”，围绕以上4点解题思路来完成，代码如下所示：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

//需求 获取打卡的使用次数
class PunchClock
{
private:
	// 1.把无参构造和拷贝构造函数私有化
	PunchClock(){
		mcount = 0;
	}
	PunchClock(const PunchClock &pc){}
public:
	// 4.提供一个静态成员函数让外面能够获取这个指针
	static PunchClock *getPunchClock(){
		return p;
	}
	void printClock(string name){
		cout << name << ":已打卡！" << endl;
		mcount++;
	}
	int getCount(){
		return mcount;
	}
private:
	int mcount; // 记录打卡的次数
	static PunchClock *p; // 2.定义一个类内的静态成员指针并设置权限为私有化
};
// 3.在类外进行初始化时，需要new一个对象
PunchClock *PunchClock::p = new PunchClock;

void test()
{
	// 小明
	PunchClock *p1 = PunchClock::getPunchClock();
	p1->printClock("小明");

	// 小华
	PunchClock *p2 = PunchClock::getPunchClock();
	p2->printClock("小华");

	// 小花
	PunchClock *p3 = PunchClock::getPunchClock();
	p3->printClock("小花");

	PunchClock *p = PunchClock::getPunchClock();
	cout << "已经打过卡的有" << p->getCount() << "人！" << endl;
}

int main() {
	test();
	system("pause");
	return EXIT_SUCCESS;
}

以上是简单的代码演示，是告诉大家简单的利用单例模式实现的例子，方便更好理解这块知识点的。既然我们知道了什么是单例模式，还有代码的实现，最后一点我们还要知道单例模式的优缺点，以便与以后我们写程序的时候，知道什么时候需要用，什么时候不需要用。

优点和缺点分别如下所示：

单例模式的优点分以下几点：

1. 因为单例模式在内存中就只有一个实例，其主要优点可以减少内存的开支。尤其是一个对象需要频繁地创建销毁时，毕竟创建或销毁时性能又无法优化, 那么单例模式就非常合适了；
2. 因为单例模式只生成一个实例，所以，其主要优点可以减少系统的性能开销，当一个对象产生需要比较多的资源时，比如读取配置，产生其他依赖对象时，则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象，然后永久驻留内存的方式来解决；
3. 同时单例模式可以避免对资源的多重占用，比如一个写文件操作，由于只有一个实例存在内存中，避免对同一个资源文件的同时写的操作；
4. 单例模式可以在系统设置全局的访问点，优化和共享资源访问，可以设计一个单例类，负责所有数据表的映射处理等。

单例模式的缺点分以下几点：

1. 因为单例模式没有抽象层，所以扩展比较困难，如果非要扩展，除了修改代码基本上没有第二种途径可以实现，费时费力；
2. 单例类的职责过重，在一定程度上违背了“单一职责原则”；
3. 滥用单例将带来一些负面问题，例如：为了节省资源将数据库连接池对象设计为单例类，可能会导致共享连接池对象的程序过多而出现连接池溢出等问题；
4. 如果在多个线程中操作单例类的成员时，但是单例中并没有对该成员进行线程互斥处理。

总结：以上代码实现以简单入门为主，不求复杂，只要围绕实现思路和单例模式的优缺点。如若有不对的地方，麻烦评论指正，谢谢您的举手之劳！