當僅函式類需要至少初始化一次時，C 替代單例設計？

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <random>
#include <map>
#include <math.h>
#include <cstring>
using namespace std;

class MathClass {
private:
    size_t current_capacity;
    double* logfact;
    bool inited = false;
    
    MathClass() {
        current_capacity = 0;
        logfact = new double[1];
        logfact[0] = 0;
    }
    
    void calculateLogFact(int n) {
        if (current_capacity >= n) return;
        double* newLogfact = new double[n 1];
        for (int i=0; i<=current_capacity; i  ) newLogfact[i] = logfact[i];
        for (int i=current_capacity 1; i<=n; i  ) newLogfact[i] = newLogfact[i-1]   log(double(i));        
        delete[] logfact;
        logfact = newLogfact;
    }
    
    double factorial(int n) {
        cout << "n = " << n << "\n";
        calculateLogFact(n);
        for (int i=0; i<=n; i  ) cout << int64_t(round(exp(logfact[i]))) << " ";
        cout << "\n";
        return exp(logfact[n]);
    }
    
public:

    static double factorial2n(int n) {
        static MathClass singleton;
        return singleton.factorial(2*n);
    }
};

int main(int argc, char** argv)
{    
    cout << MathClass::factorial2n(10) << "\n";
    return 0;
}

我的庫需要使用一個昂貴的函式，該函式需要在使用前初始化一次（預先計算一些昂貴的值，這樣我們就不必每次都計算它們）。目前，我為此使用上面的單例方法。

但是，有兩個問題：

1. 多執行緒：如果 2 個不同的執行緒呼叫此函式，這將導致競爭條件。
2. 人們不喜歡單身人士
3. 其他我不知道的問題

我可以使用什么其他設計來解決這個問題？預先計算值是必須的，因為這個函式需要很快。

uj5u.com熱心網友回復：

MathClass我同意評論：為什么要隱藏用戶快取結果的事實？作為潛在用戶，我看不到真正的好處，而是看到潛在的混亂。如果我想重用之前存盤在實體中的快取結果，我可以這樣做。你不需要將整個類包裝在一個單例中讓我啟用它。當您可以使用std::vector.

簡而言之：使用單例的替代方法是不使用單例。

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <random>
#include <map>
#include <math.h>
#include <cstring>
using namespace std;

class MathClass {
private:
    size_t current_capacity;
    std::vector<double> logfact;
    bool inited = false;
    
    void calculateLogFact(int n) {
        if (logfact.size() >= n) return;
        auto old_size= logfact.size();
        logfact.resize(n);
        for (int i=old_size; i<n; i  ) logfact.push_back(logfact.back()   log(double(i)));        
    }
    
    double factorial(int n) {
        cout << "n = " << n << "\n";
        calculateLogFact(n);
        for (int i=0; i<=n; i  ) cout << int64_t(round(exp(logfact[i]))) << " ";
        cout << "\n";
        return exp(logfact[n]);
    }
    
public:
    MathClass() {
        logfact.push_back(0);
    }
    double factorial2n(int n) {
       return factorial(2*n);
    }
};

void foo(MathClass& mc) { // some function using previously calculated results
    std::cout << mc.factorial2n(2);
}

int main(int argc, char** argv)
{    
    MathClass mc;
    cout << mc.factorial2n(10) << "\n";
    foo(mc);
}

我不確定數學是否正確，我沒有費心去檢查。此外inited，大多數包含似乎未使用。

關于“多執行緒：如果 2 個不同的執行緒呼叫此函式，這將導致競爭條件。” 我也不會費心將執行緒安全融入型別本身。當我想單執行緒使用它時，我不需要執行緒安全，也不想為此付費。當我想在多執行緒中使用它時，我可以使用我自己的std::mutex來保護對mc實體的訪問。

PS：坦率地說，我認為整個問題是由誤解引起的。您MathClass不是“僅功能”類。它是一個具有狀態和成員函式的類，就像任何其他類一樣。“誤解”是向用戶隱藏狀態并假裝沒有狀態，而實際上有狀態。使用此類時，我希望控制我可以查詢哪些結果，因為它們已經被快取并且需要首先計算哪些結果。換句話說，我會提供對類狀態的更多訪問，而不是更少。

標籤：C 算法 班级 设计模式 单身人士

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