【C++】一文全解四种经典 [ 特殊类 ]的设计

前言

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主要内容含：

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一.请设计一个类，不能被拷贝

• 原理：

1. 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
2. 拷贝和构造是在栈上生成对象

• 要实现以上操作，C++98和C++11中有不同的操作

• 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&);
    //...
};

• C++11
• C++11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;
    //...
};

二.请设计一个类，只能在堆上创建对象

• 原理：

1. 拷贝和构造是在栈上生成对象 ，首先要实现一个前提：设计一个类，不能被拷贝，也不能被构造
2. new生成的对象是 在堆上生成的

• 重点：

1. 我们根据【一.请设计一个类，不能被拷贝】中的处理，要设计一个类，【不能被拷贝，也不能被构造】， 即让默认构造和默认拷贝设置为私有即可
2. 由于默认构造被私有了；我们需要设置一个成员函数（下面展示的CreateObject() ），来new一个对象； 但是因为这是一个成员函数，我们没有构造一个类所以不能调用他 ； 我们把该成员函数设置成静态的即可 ；

class HeapOnly    
{     
public:     
    static HeapOnly* CreateObject()  
   {      
        return new HeapOnly;    
   }
private:    
 // C++98
    HeapOnly() {}
    HeapOnly(const HeapOnly&)；
    
    // or
    
    // C++11    
    HeapOnly(const HeapOnly&) = delete;
};

三.请设计一个类，只能在栈上创建对象

• 原理：

1. 拷贝和构造是在栈上生成对象 ，首先要实现一个前提：设计一个类，不能new出一个对象
2. new生成的对象是 在堆上生成的
3. 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::CreateObj();
 // 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;
};

四.请设计一个类，不能被继承（C++11）

1）C++98

• 派生类构造时会调用基类的构造函数
• 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

// 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()
 {}
};

2）C++11

• final关键字，final修饰类，表示该类不能被继承。

class A  final
{
    // ....
};