求教一個c++單例模式面試問題？

01-22

我在面試中回答了要把構造函數、拷貝函數和operator =置為私有保證單例的唯一性，面試官就說malloc一片內存然後利用memcpy初始化該內存，最後將內存的指針轉換為class Singleton類型的指針，一樣可以調用函數，還是構造了另外一個單例類。這個我沒get到點，我回來搜索了一下也沒找到能夠重載強制轉換運算符的。請各位指點一下。

面試官講的語法大概是這樣：

Fuck* shit = (Fuck*)malloc(sizeof(Fuck)); new(shit)Fuck(); shit-&>~Fuck(); free(shit);

C++可以惡搞的方法太多了，所以通常來講，我是這麼做的：

/* Fuck.h */


class IFuck abstract

{

public:

    virtual ~IFuck() = default;
    virtual void FuckHim() = 0;

    virtual void FuckHer() = 0;

};
// 用於在main函數裡面調用確保正確的初始化順序，不需要考慮多線程問題。

extern void CreateFuck();
// 你調用的時候已經構造好了，不需要考慮多線程問題。

extern IFuck* GetFuck();
// 用於在main函數裡面刪除後調用檢查函數來看是否有內存泄漏，不需要考慮多線程問題。

extern void DestroyFuck();
/* Fuck.cpp */
class TheFuck : public IFuck

{

    ...

};
IFuck* fuck = nullptr;
void CreateFuck()

{

    assert(fuck == nullptr);

    fuck = new TheFuck();

}
IFuck* GetFuck()

{

    assert(fuck != nullptr);

    return fuck;

}

void DestroyFuck() { assert(fuck != nullptr); delete fuck; fuck = nullptr; }

大概意思就是，頭文件裡面只留下介面，都沒有構造函數，你當然只能使用我提供的實例。

單例可以問一堆問題

1。如何保證唯一？

2。如何處理初始化依賴？

3。初始化時，是否線程安全

4。進程退出時，能否自動釋放資源？

面試官腦抽了。也可能他根本不理解什麼是構造。也可能是想試試你的反應能力。

他的意思是，首先獲取單例對象的類型T。然後T *ptr = (T *)malloc(sizeof(T));然後就能通過ptr調用T的成員函數。

他這個做法的問題在於，根本沒有構造，他卻當構造好的用。事實上，malloc得到的存儲區是未被初始化的，任何讀都會導致未定義行為。他好歹memcpy一下阿。（你可以這樣回答）

即便memcpy了，也分情況。從語義上來說：

如果T是trivially copyable的，那memcpy得到的是完全獨立的副本是可用的。並且兩個對象能一同使用。
如果T僅僅只是trivial的，那memcpy得到的副本單獨用是安全的。但兩個對象一同使用是不安全的。
如果T是非trivial的，那memcpy得到的副本，用了就炸。

或者他是想把T也藏起來。比方說將單列類定義在源文件的匿名命名空間里，用戶代碼通過一系列的非成員函數來訪問單例T。但這樣做很麻煩，而且容易出錯，他舉的情形不能很好的支撐這個做法。並且如果這樣做，對象就沒了，也不存在單例一說。

或者……我想不到了。我覺得你的說法是沒問題的，但是不夠嚴謹。

也就是說，你提出的措施是不能保證單例的，理由如上。如果足夠嚴謹，只能說這些措施能在一定程度上阻止用戶破壞單例模式。

你的說法的確存在一點問題，不過以正常的心態是能理解的。也就是說，面試官是在強行挑刺，動機不明。

總結：

在C++里，想要黑點東西出來，騙騙編譯器，只要你足夠努力，總歸是有辦法的。但他這個思路是胡來。

目測該面試官根本不會c++ 還強行裝逼

你讓面試官調用一個虛函數試試

就是這樣的面試官以及他們所代表的對C++的認識，把C++這門語言給妖魔化了。

面試官的意思是，即便你隱藏了構造函數，按照c++的原理，仍然可以通過直接分配內存+強制類型轉換的方式得到一個全新的該class類型的對象實例。所以，面試官想提示你，隱藏構造函數並不是單實例模式中的關鍵性措施。關鍵性的措施是，提供一個用局部靜態變數保證返回的class指針唯一的靜態函數，並且要以編碼規範約定在class外部只能用該靜態函數來訪問該class的實例指針，這樣就能杜絕面試官所說的用內存分配獲得對象實例方法。有了這樣的規範，你甚至不需要去隱藏構造函數了。在實際編程中，程序員往往過分關注隱藏函數這類便捷性的手法，而忽視編碼的規範性。

我猜他是想說用malloc申請內存，然後又用placement new去調用構造函數初始化這片內存。

然而，幹嘛跟自己找不自在，明明有普遍接受且簡單的方法，非要炫技以示功力。

re @maxime maxime，一般構造單例用靜態成員加null檢查，然後只提供靜態介面比較安全。

話說回來，cast會調用構造么？這裡面邏輯是什麼？難道繼承類cast還要重新來一遍？不構造只做cast用了就掛吧……

其實要獲得單件，不一定要從保護構造函數入手，也可以從數據本身入手：

1.一個沒有實例的單件

class Single1

{

private:

static Data *data;

public:

static Data* getData() { return data; }

static void setData(Data* p) { data = p; }

};

2.一個可以有無數實例的單件

class Single2

{

private:

static Data *data;

public:

Single2() {}

Data* getData() { return Single2::data; }

void setData(Data* p) { Single2::data = p; }

};

當然，C style的程序員說了，搞個全局變數不就完了嘛！

然後你問問面試官還有什麼辦法作妖:)