怎樣通過靜態局部變量實現單例模式

在C++中，使用靜態局部變量實現單例模式是一種簡潔且類型安全的方法。以下是實現步驟：

1. 將類的構造函數設為私有，以防止外部通過new操作符創建對象。
2. 在類中定義一個靜態私有成員變量，用于保存該類的唯一實例。
3. 定義一個公共靜態成員函數，用于訪問類的唯一實例。這個函數在首次調用時創建唯一實例并將其存儲在靜態成員變量中，之后調用將返回對該實例的引用。

以下是實現單例模式的C++代碼示例：

#include <iostream>
#include <memory>

class Singleton {
public:
    // 獲取Singleton類的唯一實例
    static Singleton& getInstance() {
        // 靜態局部變量instance在首次調用getInstance時初始化
        static Singleton instance;
        return instance;
    }

    // 刪除復制構造函數和賦值操作符，防止復制單例對象
    Singleton(const Singleton&) = delete;
    Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;

private:
    // 私有構造函數，防止外部通過new操作符創建對象
    Singleton() {
        std::cout << "Singleton class created." << std::endl;
    }

    // 靜態私有成員變量，用于保存唯一實例
    static Singleton instance;
};

// 初始化靜態成員變量
Singleton Singleton::instance;

int main() {
    Singleton& singleton1 = Singleton::getInstance();
    Singleton& singleton2 = Singleton::getInstance();

    // 比較兩個引用是否指向同一實例
    if (&singleton1 == &singleton2) {
        std::cout << "Both instances are the same." << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Instances are different." << std::endl;
    }

    return 0;
}

上述代碼實現了一個線程安全的單例模式。若需要支持多線程環境，可以使用C++11標準中的std::call_once和std::once_flag來確保靜態局部變量只被初始化一次，從而實現線程安全的單例模式。