C++ Singleton 模板类继承

Question

我有一个抽象的单例类。我的目标是任何子类只需要实现 init() 函数就可以了。这是我所做的：

template <typename T>
class Singleton
{
    public: 

        Singleton()
        {
            init();
        }

        static T& instance()
        {
            static T instance;
            return instance;
        }

    protected:
        virtual void init() = 0;   
};

class SubSingleton : public Singleton<SubSingleton>
{
    protected: 
        void init()
        {
            cout << "Init SubSingleton" << endl;
        }
};

这不会编译，因为 init() 是受保护的，不能从公共静态函数中调用。这个问题有2个解决方案。首先我们可以公开 init() 函数，但我不想公开这个函数。所以这只剩下第二种解决方案，改变子类如下：

class SubSingleton : public Singleton<SubSingleton>
{
    friend class Singleton<SubSingleton>;

    protected:

        void init()
        {
            cout << "Init SubSingleton" << endl;
        }
};

这很好用，但我不想要朋友声明，因为其他程序员可能会扩展我的代码并且可能不知道应该添加它。

如果没有朋友声明，还有其他方法可以实现吗？也许是 Andrei Alexandrescu 的作品？

编辑：现在在构造函数中调用 init 函数而不是 instance() 函数。

EDIT2：出于技术原因和兼容性，我需要一个 init() 函数，不能只在构造函数中进行初始化。

强制转换的解决方案有效，但如果我从构造函数调用 init()，则强制转换不再有效。有什么建议吗？

Answer 1

你根本不需要这个 init() 东西。它只会在这里制造问题。

template <typename T>
class Singleton
{
    public: 
        static T& instance()
        {
            static T instance;
            return instance;
        }
};

class SubSingleton : public Singleton<SubSingleton>
{
    public: 
        SubSingleton()
        {
            cout << "Init SubSingleton" << endl;
        }
};

通过这种方式，您不仅可以删除不必要的内容 - 而且还可以防止每次有人调用 instanse() 时调用 init()...

Answer 2

问题是您没有按照您的意图使用虚拟功能。 i,e 现在没有多态性在起作用。为什么？因为您在直接派生对象上调用 init() 。当您在基类引用或基类指针上调用 init() 时，init() 函数的使用是虚拟的，如下所示。然后调用发生在基类范围内，并且由于 instance() 方法是基类方法，因此调用受保护的方法非常好。

    static T& instance()
    {
        static T myInstance;
        Singleton<T>& t = myInstance;  // Just define a dummy reference here.
        t.init();
        return myInstance;
    }

Answer 3

您似乎混合了 2 种类型的多态性：

1) 如果你想“静态地”调用SubSingleton::init()，即使用 CRTP，你不需要在基类中定义它——但是你真的必须让它可以被基类访问。

2) 但是如果将 init() 定义为 virtual，则使用动态多态，不需要将 init() 设为 public：

static T& instance() 
{ 
  static T instance; 
  static_cast<Singleton<T> &>(instance).init(); 
  return instance; 
}