Question

在下面的虚拟示例中，我想创建一个Singleton，我可以保存get_instance调用，这对嵌入式微控制器来说代价很高。

#include <stdio.h>

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

    protected:
    CamelBase() {}    
    CamelBase(T const&) = delete;
    void operator=(T const&) = delete;
};

class Camel: public CamelBase<Camel> {
    public:
    int answer() {
        return 42;
    }
};

int main(void)
{
    printf("%d\n", Camel::get_instance().answer());
    return Camel::get_instance().answer();
}

我们可以在https://godbolt.org/g/1ugPxx看到每次调用answer都会调用get_instance，这很奇怪，因为编译器无论如何都会内联answer。

main:
  push {r4, lr}
  bl CamelBase<Camel>::get_instance()
  mov r1, #42
  ldr r0, .L15
  bl printf
  bl CamelBase<Camel>::get_instance()
  pop {r4, lr}
  mov r0, #42
  bx lr

是否有另一种方法可以为I2C或SPI等外设编写那种Singleton？

使用静态类更好吗？引用指针？

Answer 1

每次编写一个函数静态变量时，都会转换为条件：如果它尚未初始化，它将是。您的编译器可能无法全局优化，因此它不知道实例是否已存在，因此调用。

你应该问自己的第一个问题：它真的是一个单身人士吗？如果您有多个实例（即使在测试时），单例模式文档表明某些内容将超出可恢复性。是你的情况吗？如果没有，您只需要一个公共实例，请使用静态变量（除非您需要特定的销毁订单）。请记住，单例会在代码中记录设计缺陷，而不是作为功能。

如果你真的需要一个单例，我们通常拥有的是（与上面相反，这是Scott Meyers singleton）一个指向实例的静态私有成员指针（默认为nullptr）和一个显式的if in如果需要，get_instance()填充它。您的编译器可能会或可能不会比另一个更好地优化它 - 通常它不会在同一个fn中检查两次条件，并且get_instance()将被内联。

如果这没有帮助，你仍然可以为单身人士提供每个功能的参考，比如auto&& instance = CamelBase<Camel>::get_instance()。但是，你可以将它作为一个函数参数，然后问题就会出现，直到main - 你只需创建一个实例。如果您想要按需实例，这不起作用。

Answer 2

据我所知，构建static T instance会阻止内联。如果你使用类似的东西：

private:
    static T inst;
public:
static T& get_instance() {
    static T *instance = &inst;
    return *instance;
}

然后get_instance()被内联;

Answer 3

您可以在单独的变量中为实例提供引用。

E.g。

Camel& camel = Camel::get_instance();
std::cout << camel.answer();

如何在C ++中保存对Singleton的get_instance调用？

3 个答案: