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C++28--特殊类设计

news 来源：原创 2025/5/21 5:09:11

1.一个不能被拷贝的类

2.一个只能在堆上创建对象的类

3.一个只能在栈上创建对象

4.一个不能被继承的类

5.一个只能创建一个对象的类(单例模式)

1.一个不能被拷贝的类

拷贝只会放生在两个场景中：拷贝构造函数以及赋值运算符重载，因此想要让一个类禁止拷贝，只需让该类不能调用拷贝构造以及赋值运算符重载即可。

C++98

将拷贝构造函数与赋值运算符重载只声明不定义，并且将其访问权限设置为私有即可。

class CopyBan
{
	//···

private:
	CopyBan(const CopyBan&);
	CopyBan& operator=(const CopyBan&);
	//···
};

原因：

设置成私有：如果只声明没有设置成private，用户自己如果在类外定义了，就可以不能禁止拷贝了
只剩名不定义：不定义是因为该函数根本不会调用，定义了其实也没有什么意义，不屑反而还简单，而且如果定义了就不会防止成员函数内部拷贝了。

C++11

C++扩展delete的用法，delete除了释放new申请的资源外，如果在默认成员函数后跟上=delete，表示让编译器删除掉该默认成员函数

class CopyBan
{
	//···
	CopyBan(const CopyBan&) = delete;
	CopyBan& operator=(const CopyBan&) = delete;
	//···
};

2.一个只能在堆上创建对象的类

class HeapOnly
{
public:
	static HeapOnly* CreatObject()
	{
		return new HeapOnly;
	}
private:
	HeapOnly(){}

	//C++98
	//1.只声明，不实现。因为实现可能会很麻烦，而你本身不需要
	//2.声明成私有
	HeapOnly(const HeapOnly&);

	//or

	//C++11
	HeapOnly(const HeapOnly&) = delete;
};

3.一个只能在栈上创建对象

方法一：同上将构造函数私有化，然后设计静态方法创建对象返回即可。

class StackOnly 
{
public:
	static StackOnly CreateObj()
	{
		return StackOnly();
	}

	//禁掉operator new可以把下面用new 调用拷贝构造申请对象给禁掉
	// StackOnly obj = StackOnly::CreatorObj();
	//StackOnly* ptr3 = new StackOnly(obj);
	void* operator new(size_t size) = delete;
	void operator delete(void* p) = delete;

private:
	StackOnly()
		:_a(0)
	{}
private:
	int _a;
}

4.一个不能被继承的类

//C++98中构造函数私有化，派生类中调不到基类的构造函数，则无法继承
class NonInherit
{
public:
	static NonInherit GetInstance()
	{
		return NonInherit();
	}

private:
	NonInherit()
	{}
};

C++11方法

final关键字，final修饰类，表示该类不能被继承。

class A final
{
	//···
};

5.一个只能创建一个对象的类(单例模式)

设计模式：

设计模式是一套被反复使用、多数人知晓、经过分类的、代码设计经验的总结。为什么会产生设计模式这样的东西呢？就像人类历史发展会产生兵法。最开始部落之间打仗时都是人拼人的对砍。后来春秋战国时期，七国之间经常打仗，就发现打仗也是有套路的，后来孙武就总结出了《孙子兵法》。

使用设计模式的目的：为了代码可重用性、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。设计模式使代码编写真正工程化；设计模式是软件工程的基石脉络，如同大厦的结构一样。

单例模式：
一个类只能创建一个对象，即单例模式，该模式可以保证系统中该类只有一个实例，并提供一个访问它的全部访问点，该实例被所有程序模块共享。比如在某个服务器程序中，该服务器的配置信息存放在一个文件中，这些配置数据由一个单例对象统一读取，然后服务进程中的其他对象再通过这个单例对象获取这些配置信息，这种方式简化了在复杂环境下的配置管理。

单例模式有两种实现模式：

饿汉模式

就是说不管你将来用不用，程序启动时就创建一个唯一的实例对象

//饿汉模式
//优点：简单
//缺点：可能会导致进程启动慢，且如果有多个单例类对象实例启动顺序不确定。
class Singleton
{
public:
	static Singleton* GetInstance()
	{
		return &m_instance;
	}

private:
	//构造函数私有
	Singleton() {};

	//C++98防拷贝
	//Singleton(Singleton const&);
	//Singleton& operator = (Singleton const&);

	//or

	//C++11
	Singleton(Singleton const&) = delete;
	Singleton& operator=(Singleton const&) = delete;

	static Singleton m_instance;
};

Singleton Singleton::m_instance;//在程序入口之前就完成单例对象的初始化