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现在我们要求定义一个表示总统的类型。presented可以从该类型继承出French present和American present的等类型。这些派生类型都只能产生一个实例

为了设计一个表示总统的类型，并从该类型派生出只能产生一个实例的具体总统（如法国总统和美国总统），我们可以利用单例模式和继承来实现。下面是一个可能的设计方案：

1. 定义基类 President：该基类可以包含一些共有的属性和方法。
2. 派生具体总统类 FrenchPresident 和 AmericanPresident：每个派生类都实现单例模式，确保只能有一个实例。

下面是具体的代码实现：

#include <iostream>
#include <memory>
#include <mutex>// 基类 President
class President {
public:virtual void showIdentity() const = 0;protected:President() {}virtual ~President() {}
};// 法国总统 FrenchPresident 类
class FrenchPresident : public President {
public:static FrenchPresident& getInstance() {static FrenchPresident instance;return instance;}void showIdentity() const override {std::cout << "I am the French President." << std::endl;}// 删除拷贝构造函数和赋值运算符FrenchPresident(const FrenchPresident&) = delete;FrenchPresident& operator=(const FrenchPresident&) = delete;private:FrenchPresident() {}~FrenchPresident() {}
};// 美国总统 AmericanPresident 类
class AmericanPresident : public President {
public:static AmericanPresident& getInstance() {static AmericanPresident instance;return instance;}void showIdentity() const override {std::cout << "I am the American President." << std::endl;}// 删除拷贝构造函数和赋值运算符AmericanPresident(const AmericanPresident&) = delete;AmericanPresident& operator=(const AmericanPresident&) = delete;private:AmericanPresident() {}~AmericanPresident() {}
};int main() {// 获取法国总统实例FrenchPresident& frenchPresident = FrenchPresident::getInstance();frenchPresident.showIdentity();// 获取美国总统实例AmericanPresident& americanPresident = AmericanPresident::getInstance();americanPresident.showIdentity();// 确保每个类只能有一个实例FrenchPresident& frenchPresident2 = FrenchPresident::getInstance();AmericanPresident& americanPresident2 = AmericanPresident::getInstance();if (&frenchPresident == &frenchPresident2) {std::cout << "Both FrenchPresident instances are the same." << std::endl;}if (&americanPresident == &americanPresident2) {std::cout << "Both AmericanPresident instances are the same." << std::endl;}return 0;
}

解释

1. 基类 President：定义了一个纯虚函数 showIdentity()，使得派生类必须实现该方法。
2. FrenchPresident 和 AmericanPresident 类：
   • 实现了单例模式，通过 getInstance() 方法返回类的唯一实例。
   • 私有化了构造函数、拷贝构造函数和赋值运算符，以确保无法从外部创建实例或拷贝实例。
   • 实现了基类的纯虚函数 showIdentity()，提供了具体的身份信息。
3. main() 函数：展示了如何获取和使用这些单例实例，并验证每个类只能有一个实例。