类中的静态对象（单例）

Question

我正在研究单例设计模式的两种实现。

我想知道第二个是如何工作的，特别是：

1. 为什么作者选择返回 DB 作为参考。

2. 为什么getDatabaseConnection()中的静态类对象DB不需要像这样在SingleDatabase类之外定义：

SingletonDatabase& SingletonDatabase::DB;

1. 静态类对象是否像静态变量一样只创建一次（并且在同一类的所有对象之间共享）？

实施

class SingletonDatabase {
    private:
        SingletonDatabase() {
            std::cout << "Initializing database" << std::endl;
            instanceCount++; // Used in testing later on.
        }

    public:
        SingletonDatabase(const SingletonDatabase&) = delete;
        SingletonDatabase& operator=(const SingletonDatabase&) = delete;
        static SingletonDatabase& getDatabaseConnection() {
            static SingletonDatabase DB;
            return DB;
        }
        static int instanceCount;
};

int SingletonDatabase::instanceCount = 0;

我习惯于看到使用静态指针的实现，作者提到它不是线程安全的。他更喜欢这种方法。

谢谢！

Answer 1

1. 为什么作者选择返回 DB 作为参考。

也可以使用指针来代替引用。该参考更好地表达了被指点对象被授予存在。 （按值返回会破坏这个概念。）

1. 为什么getDatabaseConnection()中的静态类对象DB不需要像这样在SingleDatabase类之外定义：

SingletonDatabase& SingletonDatabase::DB;

它不是一个成员变量，而是一个 static 变量，具有局部范围但静态的生命周期 → 被授予从第一次访问到进程结束存在的时间。

SO: What is the lifetime of a static variable in a C++ function?（有点陈旧但仍然正确）

这将在普通函数中以相同的方式工作。周围的函数是一个（static 成员函数）与此无关。

1. 是否像静态变量一样，静态类对象只能创建一次（并且在同一类的所有对象之间共享）？

是的。

正确地说，它在此函数的任何调用者之间共享。

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顺便说一句。这被称为 Meyers Singleton：

FleCSI: Meyer’s Singleton → SO: C++ Singleton design pattern

SO: Is Meyers' implementation of the Singleton pattern thread safe?

Answer 2

完成@Scheff 的要点：

我习惯于使用静态指针来查看实现， 作者提到的不是线程安全的。他更喜欢这种方法。

正如this Q/A 所示，使用指针实现单例模式不是线程安全的。