类的三种特殊设计【每日一题】

1.设计一个类不能被继承 。
解法一、将该类的构造函数设为私有函数
在C++中子类的构造函数会自动调用父类的构造函数，子类的析构函数也会自动调用父类的析构函数，要想一个类不能被继承，我们只要把它的构造函数和析构函数都定义为私有函数，那么当一个类试图从它那继承的时候，必然会由于调用构造函数、析构函数而导致编译错误。那么既然这个类的构造和析构函数都是私有的，我们就必须通过定义公有的静态函数来创建和释放类的实例。

class FinalClass1 { public :   static FinalClass1* GetInstance()   {     return new FinalClass1;   }   static void DeleteInstance( FinalClass1* pInstance)   {     delete pInstance;     pInstance = 0;   } private :   FinalClass1() {}   ~FinalClass1() {} }; 

这个类不能被继承，而且只能得到堆上的实例，得不到栈上的实例。
解法二、虚拟继承

template <typename T> class MakeClass {    friend T;private:    MakeClass(){}    ~MakeClass(){}};class FinalClass2{public:    FinalClass2(){}    ~FinalClass2(){}};

2.设计一个类只能在堆上创建对象。
分配堆区域内的对象属于动态建立类对象过程。
编译器对他们的内存分配是在运行时动态分配的，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，执行operator new()函数，在对中搜索合适的内存并进行分配；
第二步，调用构造函数构造对象，初始化这片内存空间。使用这种方法，间接调用类的构造函数。

那么怎样设计一个类能够只在堆上创建对象呢？

很容易就想到的一个方法是把类的构造函数声明为私有，就无法在类的外部调用类的构造函数建立对象，只能使用new运算符来建立对象。前面已经说过，new运算符的执行过程分为两步，C++提供new运算符的重载其实只是允许重载operator new()函数，不能重载new运算符，而operator new()函数只用于分配内存，无法提供构造函数，所以，我们再定义一个GetObj函数，用于在堆上new对象，通过GetObj函数，建立的对象都是在堆上的new出来的，将函数声明为静态的，就可以通过域作用访问符访问GetObj函数，在堆上建立对象。(在C++中静态成员函数也是类函数，及这个函数不属于某个具体的对象，而是属于一个类的，这个类实例化的每个成员都可用，同时，这个类也可以直接调用这个函数而不用实例化一个对象。)

class BB  {  public:      static BB& GetObj(int b1 = 0,int b2 = 0)      {          return *(new BB(b1,b2));      }  private:      BB(int b1 = 0,int b2 = 0)          :_b1(b1)          ,_b2(b2)      {}      int _b1;      int _b2;  };  void Test()  {      BB b = BB::GetObj();  }  

3.设计一个类只能在栈上创建对象。
分配在栈区域内的对象属于静态建立类对象过程。
编译器对它们的内存分配是在编译阶段就完成的，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。

那么怎样设计一个类能够只在栈上创建对象呢？

只有使用new运算符，对象才会建立在堆上，所以只要禁用new运算符就可以实现类对象只能建立在栈上，将operator new()设为私有就可以了，一定要记得，重载了new就要重载delete

class CC  {  public:      CC()      {}      ~CC()      {}  private:      void* operator new(size_t)//重载operator new() ，这里函数返回值和参数都是固定的      {}      void operator delete(void* ptr)//也要重载operator delete()      {}  };