具有多重繼承性的單子 -有解無憂

我一直在試圖找到一個單子的實作，其中：

我可以有一個抽象的Application類
我可以有一個抽象的Application類
并且可以有多個從Application派生的類，例如SampleApplication和OtherSampleApplication。
但是我只想要一個Application的實體，不管實際的型別是什么，所以我一直試圖讓它成為一個單子。

這是我當前的單子實作：

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

    Singleton(Singleton const&) = delete;
    Singleton(Singleton& &) = delete;
    Singleton& operator=(Singleton const& ) = delete;
    Singleton& operator=(Singleton& &) = delete;

protected:
    Singleton() = default;
    virtual ~Singleton() = default;
};

然后，對于派生類，我嘗試了一些方法：

class Application : public Singleton<Application> with class SampleApplication : public Application
這將不作業，因為我們試圖創建一個Application實體，而不是一個SampleApplication.
class Application : public Singleton<Application> with class SampleApplication : public Application, public Singleton<SampleApplication>
這不能編譯，因為GetInstance()是不明確的。我試著用virtual繼承來解決這個問題，但無法讓它編譯。
class Application with class SampleApplication : public Application, public Singleton<SampleApplication>
不符合我上面列出的 "要求"，因為我們可以有另一個派生類的單子。

有誰知道有什么方法可以完成這個任務？

uj5u.com熱心網友回復：

既然你提到你會滿足于一個運行時錯誤：

template<class T>。 class Singleton : private ReallySingleton {

單子的其余部分是原樣的。私有的基類將會是這樣的：

。 class ReallySingleton { static int counter=0; protected: ReallySingleton() { if ( counter > 1) 拋出 std::runtime_error{"Too many singletons"}。 } };

(ReallySingleton::counter將需要在方便的地方進行定義)

uj5u.com熱心網友回復：

這個解決方案顯示了只允許一個基于基類的實體是如何作業的：

#include <iostream> #include <type_traits> //--------------------------------------------------------------------------------------------- //type for checking if something is a singleton later 結構 SingletonBase { }; //--------------------------------------------------------------------------------------------- //專門的單子用于基類（Application） //keep track of whether an instance of the baseclass has already been made template<typename T> struct Singleton : public SingletonBase { Singleton() { has_instance = true; } static bool has_instance; }; //has_instance initilization template<typename T> bool Singleton<T>::has_instance = false; //--------------------------------------------------------------------------------------------- ///應用程式的基類。 class Application 。 public Singleton< Application> { protected: Application() = default; // do not allow client code to make instance of base class. }; class SomeOtherKindOfApplication 。 public Singleton< SomeOtherKindOfApplication> { protected: SomeOtherKindOfApplication() = default; }; //--------------------------------------------------------------------------------------------- //從Application和SomeOtherApplication派生出來的應用型別。 class Application1 : public Application { public: void Hello() { std::cout << "Hello, " << std::endl; } }; class Application2 。 public Application { public: void World() { std::cout << "World !" << std::endl; } }; class SomeOtherKindOfApplication1 。 public SomeOtherKindOfApplication { public: void Bye() { std::cout << "再見！" << std::endl; } }; class NotASingleton { }; //--------------------------------------------------------------------------------------------- //Singleton實體獲取器 template<typename T> static T& GetInstance()。 { static_assert(std::is_base_of_v<SingletonBase, T>, "只能創建從singleton派生的類實體")。 if (T::has_instance) { throw std::runtime_error("一個應用實體已經被制作出來了") 。 } static T instance; return instance。 } //--------------------------------------------------------------------------------------------- int main（） { auto instance = GetInstance<Application1>（）。 instance.Hello（）。 try { //獲得另一個應用派生的實體。 // from Application will fail (runtime) auto instance2 = GetInstance<Application2> (); instance2.World（）。 } catch (const std::exception& e) { std::cout << e.what() << std::endl; } //但是用另一個基類獲得應用應該是可以的。 auto instance3 = GetInstance<SomeOtherKindOfApplication1> (); instance3.Bye（）。 //下一行甚至無法編譯，NotASingleton不是一個單子。 // auto no_instance = GetInstance<NotASingleton>(); }

uj5u.com熱心網友回復：

這是一種方法，如果有超過一個從Application派生的類，將產生編譯時錯誤。通常情況下。它不是萬無一失的，而且它確實有缺點。我認為這是值得考慮的。
鑒于類的名稱為 "Application"，我猜想這有可能是一個庫的一部分。如果該庫不是僅有頭的，那么還有一個額外的考慮，我將在最后解決這個問題。

這種方法的總體情況是簡單的繼承，再加上為定義從Application派生的類的人提供的額外步驟。

class Application : public Singleton< Application> { /* ... */ };
class SampleApplication : public Application{ /* ... */ }。
REGISTER_APPLICATION(SampleApplication) // must not be in a header

最后一行將在后面解釋。

首先，讓我們隱藏Singleton<Application>::GetInstance()，由于Application是抽象的，所以它將不會被編譯。(我假設每個人都會輸入更短的Application::GetInstance()來使用這個函式；如果不是，這種方法就是廢品。) 將函式宣告添加到抽象類中，但還不要添加定義。

class Application : public Singleton< Application> { public: static Application & GetInstance（）。 //...。 };

定義將被添加到其他地方，而不是在頭檔案中。將定義從頭檔案中移除是在Singleton模板中隱藏該函式的原因。(雖然extern關鍵字允許將一些模板定義移出頭檔案，但我的理解是，當有行內定義時，它并不能完全抑制行內定義，就像在這個例子中)。GetInstance()的定義將放在哪里？這就是額外步驟的地方了。這也是我可能會受到抨擊的地方，因為除非有需要，否則宏是邪惡的。它是需要的。把這個函式的定義放在一個宏里。
#define REGISTER_APPLICATION(name) Application& Application::GetInstance() { 靜態名稱instance。回傳instance。 }

現在記錄一下，當從Application派生時，這個宏必須在源檔案中使用，而不是頭檔案。該宏的引數是派生類的名稱；如果派生類是SampleApplication，那么要添加到源檔案中的行是REGISTER_APPLICATION(SampleApplication)。
那么，如果有人搞砸了會怎樣？如果沒有使用這個宏，聯結器將抱怨對Application::GetInstance()的未定義參考。不幸的是，這并不像我希望的那樣清楚問題所在。也許你可以在你的框架的 FAQ 中加入一個涵蓋這個問題的條目。
。
如果該宏被使用了兩次，聯結器將抱怨Application::GetInstance()的多個定義。這就是為什么該定義不能行內給出。我們希望適用一個定義的規則。這并不是萬無一失的（也許有兩個從Application派生的類，而只有一個記住了這個宏），但它可能是足夠的。
對于一個Application的部分內容在頭檔案之外定義的庫來說，會有一個問題，即Application::GetInstance()不能成為庫的一部分，從而導致編譯庫時出現未定義參考。一個解決方案是讓Application成為另一個應該是庫內部的類的包裝器。例如：

class Application : public InternalApplication, public Singleton< Application> { static Application & GetInstance（）。 //其他一切都繼承自InternalApplication.。 };

現在Application可以只用頭，而InternalApplication可以有靜態（或動態）庫中的組件。

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