最近和同事讨论单例模式的实现时，发现我们的方案存在差异。我的实现代码如下：

class Singleton { 
public: 
    static Singleton* getInstance() { 
        if(!instance) instance = new Singleton(); 
        return instance; 
    } 
    ~Singleton() { 
        if(instance) delete instance; 
    } 
private: 
    Singleton() {} 
    static Singleton* instance; 
}; 

同事的实现代码如下：

class Singleton { 
public: 
    static Singleton& getInstance() { 
        static Singleton instance; 
        return instance; 
    } 
private: 
    Singleton() {} 
}; 

想请教一下：同事这个返回引用的单例实例，它的生命周期会不会超出返回引用的范围？

放心，这个返回引用的单例实例绝对不会局限在getInstance()函数的范围内，它的生命周期会贯穿整个程序的运行周期，直到程序正常结束才会被销毁。

原因在于C++标准对函数内static局部变量的明确规定：

• 这类变量会在第一次调用包含它的函数时完成初始化，而非函数每次进入都重复初始化；
• 它的存储位置在静态存储区，和全局变量的存储特性一致，生命周期从初始化完成开始，到整个程序终止时才会被自动销毁。

所以getInstance()返回的引用，指向的是静态存储区里的instance对象——不管你在程序的哪个模块、哪个函数里调用getInstance()获取引用，只要程序还在运行，这个对象就会一直存在。

顺便提下你的指针版本单例的几个潜在问题，也能更凸显同事实现的优势：

1. 析构逻辑错误：你的析构函数里delete instance后，没有把instance指针置为nullptr，后续再调用getInstance()会访问已释放的内存，触发未定义行为；如果多个对象触发析构，还会导致重复释放问题。
2. 线程安全隐患：多线程环境下，你的实现可能创建多个实例（if(!instance)检查和new操作不是原子操作），而C++11及以后的标准中，函数内static局部变量的初始化是线程安全的，同事的版本天然规避了这个问题。
3. 内存泄漏风险：如果程序异常退出，你的指针版本单例可能永远不会被释放；而同事的版本会由系统自动回收静态变量的内存，不存在泄漏问题。

总结来说，同事的这个返回引用的单例实现是更简洁、安全的经典写法，完全不用担心生命周期的问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者VincentDM