如何定义一个只能在堆上生成对象的类
来源:互联网 发布:c语言map容器 编辑:程序博客网 时间:2024/05/22 05:12
我们必须要了解的一些关于堆和栈的基础知识:
在C++中,类的对象建立分为两种,一种是静态建立,如A a;另一种是动态建立,如A* ptr=new A;
静态建立一个类对象,是由编译器为对象在栈空间中分配内存,是通过直接移动栈顶指针,挪出适当的空间,然后在这片内存空间上调用构造函数形成一个栈对象。使用这种方法,直接调用类的构造函数。
动态建立类对象,是使用new运算符将对象建立在堆空间中。这个过程分为两步,第一步是执行operator new()函数,在堆空间中搜索合适的内存并进行分配;第二步是调用构造函数构造对象,初始化这片内存空间。这种方法,间接调用类的构造函数。
第一种方法:将析构函数设为私有,类对象就无法建立在栈上了
类对象只能建立在堆上,就是不能静态建立类对象,即不能直接调用类的构造函数。容易想到将构造函数设为私有。在构造函数私有之后,无法在类外部调用构造函数来构造类对象,只能使用new运算符来建立对象。然而,前面已经说过,new运算符的执行过程分为两步,C++提供new运算符的重载,其实是只允许重载operator new()函数,而operator()函数用于分配内存,无法提供构造功能。因此,这种方法不可以。
当对象建立在栈上面时,是由编译器分配内存空间的,调用构造函数来构造栈对象。当对象使用完后,编译器会调用析构函数来释放栈对象所占的空间。编译器管理了对象的整个生命周期。如果编译器无法调用类的析构函数,情况会是怎样的呢?比如,类的析构函数是私有的,编译器无法调用析构函数来释放内存。所以,编译器在为类对象分配栈空间时,会先检查类的析构函数的访问性,其实不光是析构函数,只要是非静态的函数,编译器都会进行检查。如果类的析构函数是私有的,则编译器不会在栈空间上为类对象分配内存。
所以,将析构函数设为私有,类对象就无法建立在栈上了。
class A { public : A(){} void destory(){ delete this ;} private : ~A(){} };
但是这个是方法是有缺陷的:类的使用很不方便,使用new建立对象,却使用destory函数释放对象,而不是使用delete。
第二种方法:在类内new一个对象并提供一个公有的接口来返回这个对象
我们可以在类内生成一个对象并提供一个公有的接口来返回这个对象。接下来如果在类外定义类对象的话,只需要调用这个函
数即可。貌似这样做还是行不通,因为在类外只能由类对象调用类成员函数(没办法调用构造函数就没办法生成对象),这该怎么办
呢?我们可以将这个接口声明为静态成员函数(加上static),静态成员、静态成员函数是可以独立访问的,也就是说,无须创建任何对象实例就可以访问。
class A { protected : A(){} ~A(){} public : static A* create() { return new A(); } void destory() { delete this ; } };这样,调用create()函数在堆上创建类A对象,调用destory()函数释放内存。
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