是否可以强制一个类只由singleton实例化

Question

当我用C++11编程时，我通常使用Singleton设计模式。以下是我如何设计我的Singleton:

template<typename T>
class Singleton {
private:
Singleton() = default;
~Singleton() = default;
public:
static T * GetInstance() {
static T t;
return &t;
}
Singleton(const Singleton &) = delete;
Singleton(Singleton &&) = delete;
Singleton & operator=(const Singleton &) = delete;
Singleton & operator=(Singleton &&) = delete;
};

然后，我们可以定义任何我们想要的类，比如class Test{};，Singleton<Test>::GetInstance();将生成一个对象。

一切都很好。

然而，今天我认为class Test{};可以摆脱这种限制。我的意思是，尽管我定义了类Singletion<T>，但其他开发人员可以定义他们的类，如Test，而不使用Singleton，因此如果他们愿意，他们可以生成许多对象。但我想要的是，如果您决定定义一个类，它应该是singleton的，那么您不能通过调用构造函数来生成对象，而只能通过调用Singleton<Test>::GetInstance()来生成对象。

总之，我想得到这个：

Test t;  // compile error
Test *p = Singleton<Test>::GetInstance(); // OK

为此，我尝试了一些棘手的方法，例如，我让类Test继承Singleton<Test>:

class Test : public Singleton<Test> {
public:
Test() : Singleton<Test>() {}
};

因此，如果您正在定义一个类，它应该是singleton，那么您继承了类Singleton，现在您的类不能通过调用构造函数生成任何其他对象。但它不起作用，因为Singleton的构造函数是私有的。但如果我把friend T;写在Singleton类中，Test t;就合法了。。。

我似乎不能仅仅通过Singleton来强迫类用户构造对象。

有人能帮我吗？或者告诉我我正在做一些不可能的事情。。。

Answer 1

您可以使用CRTP模式来实现此

template <class T>
class Singleton {
public:
Singleton& operator = (const Singleton&) = delete;
Singleton& operator = (Singleton&&)      = delete;
static T& get_instance() {
if(!instance)
instance = new T_Instance;
return *instance;
}
protected:
Singleton() {}
private:
struct T_Instance : public T {
T_Instance() : T() {}
};
static inline T* instance = nullptr;
};
class Example : public Singleton<Example> {
protected:
Example() {}
};
int main()
{
auto& test = Example::get_instance();
Example e; // this will give you error
}