🌠 作者:@阿亮joy.
🎆专栏:《吃透西嘎嘎》
🎇 座右铭:每个优秀的人都有一段沉默的时光,那段时光是付出了很多努力却得不到结果的日子,我们把它叫做扎根
目录
- 👉设计一个不能被拷贝的类👈
- 👉设计一个只能在堆上创建对象的类👈
- 👉设计一个只能在栈上创建对象的类👈
- 👉设计一个不能被继承的类👈
- 👉设计只能创建一个对象的类👈
- 👉总结👈
👉设计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函数以及赋值运算符重载即可。
C++ 98 的做法是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。
- 只声明不定义: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,不写反而还简单,而且如果定义了就不会防止成员函数内部拷贝了。
C++11 的做法是C++11 扩展了 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;
//...
};
👉设计一个只能在堆上创建对象的类👈
实现方式:
- 析构函数私有,提供一个释放资源的接口即可。因为程序结束时,会调用对象的析构函数来完成资源的释放,所以在栈区或者静态区上创建的对象无法调用析构函数,而在对象的可以调用释放资源的接口完成资源的释放。
- 将类的构造函数私有和拷贝构造声明成私有,防止别人调用拷贝在栈上生成对象。提供一个静态的成员函数,在该静态成员函数中完成堆对象的创建。
class HeapOnly
{
public:
static void Delete1(HeapOnly* p)
{
delete p;
}
void Delete2()
{
delete this;
}
private:
// 析构函数私有
~HeapOnly()
{
cout << "~HeapOnly" << endl;
}
private:
int _a;
};
int main()
{
//HeapOnly hp1;
//static HeapOnly hp2;
HeapOnly* ptr1 = new HeapOnly;
HeapOnly::Delete1(ptr1);
HeapOnly* ptr2 = new HeapOnly;
ptr2->Delete2();
return 0;
}
class HeapOnly
{
public:
static HeapOnly* CreateObj()
{
return new HeapOnly;
}
// 防拷贝
HeapOnly(const HeapOnly& hp) = delete;
HeapOnly& operator=(const HeapOnly& hp) = delete;
private:
// 构造函数私有
HeapOnly()
: _a(0)
{}
private:
int _a;
};
int main()
{
//HeapOnly hp1;
//static HeapOnly hp2;
HeapOnly* ptr1 = HeapOnly::CreateObj();
delete ptr1;
// HeapOnly copy(*ptr1);
return 0;
}
👉设计一个只能在栈上创建对象的类👈
将构造函数私有化,然后设计静态方法创建对象返回即可。因为返回的是临时对象,存在拷贝构造,所以不能将构造函数删除掉。所以就无法限制在静态区上创建对象。而不能在堆上创建对象可以通过删除 operator new 函数来实现。
class StackOnly
{
public:
static StackOnly CreateObj()
{
StackOnly st;
return st;
}
// // 不能防拷贝
// StackOnly(const StackOnly& hp) = delete;
// StackOnly& operator=(const StackOnly& hp) = delete;
// 限制在堆上创建对象
void* operator new(size_t n) = delete;
private:
// 构造函数私有
StackOnly()
: _a(0)
{}
private:
int _a;
};
int main()
{
StackOnly st1 = StackOnly::CreateObj();
// 拷贝构造
static StackOnly copy1(st1); // 无法限制在静态区上创建对象
//static StackOnly* copy2 = new StackOnly(st1);
return 0;
}
👉设计一个不能被继承的类👈
C++98 的做法是将构造函数私有化,派生类中调不到基类的构造函数。则无法继承。而 C++ 11 的做法是 final 关键字修饰类,表示该类不能被继承。
class NonInherit
{
public:
static NonInherit GetInstance()
{
return NonInherit();
}
private:
NonInherit()
{}
};
class A final
{
// ....
};
👉设计只能创建一个对象的类👈
设计模式:
设计模式(Design Pattern)是一套被反复使用、多数人知晓的、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,后来孙子就总结出了《孙子兵法》。孙子兵法也是类似。
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局访问点,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,饿汉模式和懒汉模式。
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。在 main 函数之前就创建出对象。
// 饿汉模式:在main函数之前就创建对象
class MemoryPool
{
public:
static MemoryPool* GetInstance()
{
return _pinst;
}
void* Alloc(size_t n)
{
void* ptr = nullptr;
// ...
return ptr;
}
void Dealloc(void* ptr)
{
// ...
}
// 防拷贝
MemoryPool(const MemoryPool& mp) = delete;
MemoryPool& operator=(const MemoryPool& mp) = delete;
private:
// 构造函数私有化
MemoryPool()
{}
char* _ptr = nullptr;
// ...
static MemoryPool* _pinst; // 声明
};
// 定义:在程序入口之前就完成单例对象的初始化
MemoryPool* MemoryPool::_pinst = new MemoryPool;
int main()
{
void* ptr1 = MemoryPool::GetInstance()->Alloc(10);
MemoryPool::GetInstance()->Dealloc(ptr1);
return 0;
}
饿汉模式的优点:简单、没有线程安全问题;缺点:1.一个程序中有多个单例,并且有先后创建初始化顺序要求时,饿汉模式无法控制单例对象初始化的先后顺序。2.饿汉单例类对象初始化时任务多,会影响程序启动速度。
懒汉模式:如果单例对象构造十分耗时或者占用很多资源,比如加载插件啊, 初始化网络连接啊,读取文件啊等等,而有可能该对象程序运行时不会用到,那么也要在程序一开始就进行初始化,就会导致程序启动时非常的缓慢。 所以这种情况使用懒汉模式(延迟加载)更好。
// 懒汉模式:第一次使用对象时再创建实例对象
class MemoryPool
{
public:
static MemoryPool* GetInstance()
{
if (_pinst == nullptr)
{
_pinst = new MemoryPool;
}
return _pinst;
}
void* Alloc(size_t n)
{
void* ptr = nullptr;
// ...
return ptr;
}
void Dealloc(void* ptr)
{
// ...
}
// 实现一个内嵌垃圾回收类
class CGarbo
{
public:
~CGarbo()
{
if (_pinst)
delete _pinst;
}
};
// 防拷贝
MemoryPool(const MemoryPool& mp) = delete;
MemoryPool& operator=(const MemoryPool& mp) = delete;
private:
// 构造函数私有化
MemoryPool()
{}
char* _ptr = nullptr;
// ...
static MemoryPool* _pinst; // 声明
};
// 定义:在程序入口之前就完成单例对象的初始化
MemoryPool* MemoryPool::_pinst = nullptr;
// 回收对象,main函数结束后,它会调用析构函数释放单例对象
static MemoryPool::CGarbo cg; // static修饰则只有当前文件可见
int main()
{
void* ptr1 = MemoryPool::GetInstance()->Alloc(10);
MemoryPool::GetInstance()->Dealloc(ptr1);
return 0;
}
懒汉模式的优点:1. 多个单例实例启动顺序可以自由控
制。2. 不影响启动速度。缺点:相对复杂,需要处理好线程安全问题。
单例对象的释放问题
- 一般情况下,单例对象是不需要释放的。因为整个程序运行期间都可能使用它,单例对象在进程正常结束后,也会释放资源。
- 有些特殊场景需要释放,比如:单例对象析构时,要进行一些持久化(往文件、数据库写数据等)操作。
👉总结👈
本篇博客主要讲解了不能被拷贝的类、只能在栈区或堆区上创建对象的类、不能被继承的类以及单例模式等。那么以上就是本篇博客的全部内容了,如果大家觉得有收获的话,可以点个三连支持一下!谢谢大家!💖💝❣️