如何用静态指针简化单例类GetInstance调用并避免重定义？

通常调用单例类的成员时，我们需要编写如下代码：

SomeSingleton::GetInstance().someVariable

想要找到一种全局可用的简化写法，且希望将实现放在单例类自身的头文件和源文件中。

尝试过的错误实现 #

头文件（SomeSingleton.hpp） #

class SomeSingleton {
//...
    static SomeSingleton& GetInstance();
};

SomeSingleton& (*INSTANCE)();

源文件（SomeSingleton.cpp） #

SomeSingleton& (* INSTANCE)() = SomeSingleton::GetInstance;

这段代码会被编译器判定为重定义，无法正常编译。若将声明与定义写在同一行可以运行，但无法放在全局引用的头文件中。单独给已声明的INSTANCE赋值，和在每个使用文件中定义INSTANCE一样繁琐。

临时但不理想的方案 #

在每个使用该单例的文件中添加如下代码：

static SomeSingleton& (*INSTANCE)() = SomeSingleton::GetInstance;

之后用INSTANCE()替代SomeSingleton::GetInstance()。这种方法虽然可行，但不够优雅，且从设计角度看，将单例的获取函数赋值给另一个静态变量的合理性也存在疑问。

可行的解决思路 #

方案1：使用全局inline变量（C++17及以上） #

在头文件中直接定义全局inline变量，指向单例实例：

class SomeSingleton {
//...
    static SomeSingleton& GetInstance();
};

inline SomeSingleton& INSTANCE = SomeSingleton::GetInstance();

这样任何包含该头文件的地方都可以直接使用INSTANCE.someVariable，inline关键字保证不会出现重定义问题，且仅需在头文件中声明一次，无需源文件额外处理。

方案2：宏定义（简单直接但不推荐） #

若项目允许使用宏，可在头文件中添加：

#define INSTANCE SomeSingleton::GetInstance()

之后直接编写INSTANCE.someVariable即可。缺点是宏无类型检查，可能引发意外问题，不符合现代C++编码风格。

方案3：封装为全局函数 #

在头文件中声明全局函数，源文件中实现：

头文件

class SomeSingleton {
//...
    static SomeSingleton& GetInstance();
};

SomeSingleton& INSTANCE();

源文件

SomeSingleton& INSTANCE() {
    return SomeSingleton::GetInstance();
}

调用时使用INSTANCE().someVariable，与原写法逻辑一致但更简洁，且不存在重定义问题，符合类型安全要求。

方案4：将INSTANCE作为类的静态成员 #

直接在单例类中添加静态引用成员：

头文件

class SomeSingleton {
//...
    static SomeSingleton& GetInstance();
    static SomeSingleton& INSTANCE;
};

源文件

SomeSingleton& SomeSingleton::INSTANCE = SomeSingleton::GetInstance();

调用时使用SomeSingleton::INSTANCE.someVariable，虽仍需书写类名，但比原写法简短，且逻辑统一，属于类的一部分。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Gyula Sámuel Karli