C++ 我需要单身吗？

我是一名物理学家，正在研究一个科学代码。如果这是一个常规问题，我深表歉意：很可能以前已经回答过了，但我没有足够的软件工程背景

基本上，代码需要执行大量矩阵乘法 通过少量不同的矩阵。首先构造矩阵非常昂贵，所以我希望它们在不同的使用之间保持不变。然而，进行乘法运算的类无法知道在初始化过程中矩阵是什么。它们在其生命周期内会有很大的变化，相同的矩阵通常会被乘法类的多个实例使用

在我看来，单例模式适用于这种情况：我们可以创建一个矩阵池，由它们之间的区别来设置键。然后，乘法类可以在需要矩阵时访问该池

以下是我的想法：

//SingletonDictionary.hpp
class SingletonDictionary : private NonCopyable {
    public:
        void Clear(); //Calls member variable destructors.
        ~SingletonDictionary() { Clear(); }
    private:
        friend SingletonDictionary& TheSingletonDictionary();
        SingletonDictionary() {}; //Only the friend can make an instance.

        //Retrieve searches through the key vectors for a match to its
        //input. In none is found, the input is added to the key vectors,
        //and a new Value is constructed and added to the ValueVector.
        //In either case the ValueVector is returned.
        std::vector<double>& Retrieve(const int key1, const int key2);

        std::vector<int> mKey1;
        std::vector<int> mKey2;
        std::vector<double> mValue;
}

//SingletonDictionary.cpp
SingletonDictionary& TheSingletonDictionary() {
    static SingletonDictionary TheSingleton;
    return TheSingleton;
}

//DoMatrixMultiply.cpp
void ApplyTransformation(std::vector<double> data){
     const int key1 = data.size()[0];
     const int key2 = data.size()[1];
     SingletonDictionary TheSingletonDictionary();
     std::vector<double> TransformMatrix = 
                      TheSingletonDictionary.Retrieve(key1, key2);
     DGEMM("N", "N", data.Data(), TransformMatrix.Data(),.....);
}

//SingletonDictionary.hpp
类SingletonDictionary:私有不可复制{
公众：
void Clear（）；//调用成员变量析构函数。
~SingletonDictionary（）{Clear（）；}
私人：
friend SingletonDictionary&TheSingletonDictionary（）；
SingletonDictionary（）{}；//只有朋友才能创建实例。
//检索在关键向量中搜索与其匹配的项
//输入。如果未找到，则将输入添加到关键向量，
//然后构造一个新值并将其添加到ValueVector。
//无论哪种情况，都会返回ValueVector。
std：：向量和检索（const int key1，const int key2）；
std：：载体mKey1；
std：：载体mKey2；
std：：向量值；
}
//SingletonDictionary.cpp
单音词典{
静态单音词典；
返回辛格尔顿；
}
//DoMatrixMultiply.cpp
无效应用程序转换（标准：：矢量数据）{
const int key1=data.size（）[0]；
const int key2=data.size（）[1]；
单音词典单音词典（）；
标准：：向量转换矩阵=
singletondictionary.Retrieve（键1、键2）；
DGEMM（“N”，“N”，data.data（），TransformMatrix.data（），…）；
}

NonCopyable是一个抽象基类，它禁用复制构造函数等

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我想知道这是否适合这种模式。如果没有，还有什么可能起作用呢？

对于大多数意图和目的，单例是一个带有糖衣的全局变量。全局变量有时当然有用，但它们也可能是问题的原因（因为不可能有多个疯狂）

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我个人会考虑拥有一个包含这些值（也许不可复制）的类，但是使它成为实际计算的（参考）成员，并且更明确地表明它正在被使用。如果您需要两个（或更多）这样的对象，这也允许您使用多个对象，而不必重写代码来处理这种情况。

您几乎不需要一个单独的对象。问题是，计算的多个实例可能需要同一个矩阵。或者有什么办法吗？然后把同一个物体放进去。我的观点是，一个单独的对象永远只能是一个——没有什么可以阻止你总是使用一个对象，即使它作为引用存储在十几个地方。当我在编译器中创建

解析器

对象时，我遇到了一个类似的问题——我认为我只需要一个，但我需要实现“模块”，这需要一个“新的”

解析器

。因此，有时候，能够创建第二、第三、第四个实例是有帮助的，并且存储对实例的引用通常比调用返回静态实例的函数花费更少。