单例模式（Singleton Pattern）

# 单例模式（Singleton Pattern）

# 概念

单例模式是一种创建型设计模式，它保证一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点以访问该实例。

# 思想

单例模式的思想是通过限制类的实例化过程，确保在运行时只存在一个该类的实例。这样可以方便地共享实例，并且确保在整个应用程序中只有一个实例被使用。

# 角色

Singleton（单例）：定义一个静态方法或者静态成员变量来获取该类的唯一实例。
Client（客户端）：使用Singleton类的对象实例。

# 优点

提供了对唯一实例的控制和管理，确保在整个应用程序中只有一个实例存在。
全局访问点使得单例实例可以被轻松地访问。

# 缺点

单例模式在多线程环境下需要注意线程安全问题。
单例模式可能导致代码的耦合度增加，因为它引入了全局状态。

# 类图

@startuml
class Singleton {
    - static instance: Singleton
    - constructor Singleton()
    + static getInstance(): Singleton
    + operation(): void
}
note top of Singleton: 单例类
note right of Singleton::getInstance
    返回单例实例
end note
Client --> Singleton::getInstance
Client --> Singleton::operation
@enduml

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# 时序图

@startuml
Client -> Singleton: getInstance()
activate Singleton
Singleton -> Singleton: 创建实例
Singleton --> Client: 返回实例
deactivate Singleton
Client -> Singleton: operation()
activate Singleton
Singleton --> Client: 执行操作
deactivate Singleton
@enduml

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# 示例代码

#include <iostream>

class Singleton {
private:
    static Singleton* instance;

    Singleton() {}

public:
    static Singleton* getInstance() {
        if (instance == nullptr) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }

    void operation() {
        std::cout << "Executing operation" << std::endl;
    }
};

Singleton* Singleton::instance = nullptr;

int main() {
    Singleton* singleton = Singleton::getInstance();
    singleton->operation();
    return 0;
}