c++中堆对象与栈对象

使用栈对象的意外收获

　　栈对象是在适当的时候创建，然后在适当的时候自动释放的，也就是栈对象有自动管理功能。那么栈对象会在什么会自动释放了？第一，在其生命期结束的时候；第二，在其所在的函数发生异常的时候。你也许说，这些都很正常啊，没什么大不了的。是的，没什么大不了的。但是只要我们再深入一点点，也许就有意外的收获了。

　　栈对象，自动释放时，会调用它自己的析构函数。如果我们在栈对象中封装资源，而且在栈对象的析构函数中执行释放资源的动作，那么就会使资源泄漏的概率大大降低，因为栈对象可以自动的释放资源，即使在所在函数发生异常的时候。实际的过程是这样的：函数抛出异常时，会发生所谓的stack_unwinding（堆栈回滚），即堆栈会展开，由于是栈对象，自然存在于栈中，所以在堆栈回滚的过程中，栈对象的析构函数会被执行，从而释放其所封装的资源。除非，除非在析构函数执行的过程中再次抛出异常――而这种可能性是很小的，所以用栈对象封装资源是比较安全的。基于此认识，我们就可以创建一个自己的句柄或代理来封装资源了。智能指针（auto_ptr）中就使用了这种技术。在有这种需要的时候，我们就希望我们的资源封装类只能在栈中创建，也就是要限制在堆中创建该资源封装类的实例。

禁止产生堆对象

     那么怎样禁止产生堆对象了？我们已经知道，产生堆对象的唯一方法是使用new操作，如果我们禁止使用new不就行了么。再进一步，new操作执行时会调用operator new，而operator new是可以重载的。方法有了，就是使new operator 为private，为了对称，最好将operator delete也重载为private。现在，你也许又有疑问了,难道创建栈对象不需要调用new吗？是的，不需要，因为创建栈对象不需要搜索内存，而是直接调整堆栈指针，将对象压栈，而operator new的主要任务是搜索合适的堆内存，为堆对象分配空间，这在上面已经提到过了。好，让我们看看下面的示例代码：

#include <stdlib.h> //需要用到C式内存分配函数
class Resource ; //代表需要被封装的资源类
class NoHashObject

{

public: 
　　NoHashObject() 
　　{ 
　　　//此处可以获得需要封装的资源，并让ptr指针指向该资源 
　　　ptr = new Resource() ; 
　　} 
　　~NoHashObject() 
　　{ 
　　　delete ptr ; //释放封装的资源 
　　} 　 
　　Resource* ptr ;//指向被封装的资源

　　... ... //其它数据成员

private:

　　void* operator new(size_t size) //非严格实现，仅作示意之用

　　{
　　　return malloc(size) ;
　　}
　　void operator delete(void* pp) //非严格实现，仅作示意之用
　　{
　　　free(pp) ;
　　}

}; 难道在类NoHashObject的定义不能改变的情况下，就一定不能产生该类型的堆对象了吗？不，还是有办法的，我称之为“暴力破解法”：

void main(void)
{
　char* temp = new char[sizeof(NoHashObject)] ;

　//强制类型转换，现在ptr是一个指向NoHashObject对象的指针
　NoHashObject* obj_ptr = (NoHashObject*)temp ;

　temp = NULL ; //防止通过temp指针修改NoHashObject对象

　//再一次强制类型转换，让rp指针指向堆中NoHashObject对象的ptr成员
　Resource* rp = (Resource*)obj_ptr ;

　//初始化obj_ptr指向的NoHashObject对象的ptr成员
　rp = new Resource() ;
　//现在可以通过使用obj_ptr指针使用堆中的NoHashObject对象成员了
　... ...

　delete rp ;//释放资源
　temp = (char*)obj_ptr ;
　obj_ptr = NULL ;//防止悬挂指针产生
　delete [] temp ;//释放NoHashObject对象所占的堆空间。
}

禁止产生栈对象 

   前面已经提到了，创建栈对象时会移动栈顶指针以“挪出”适当大小的空间，然后在这个空间上直接调用对应的构造函数以形成一个栈对象，而当函数返回时，会调用其析构函数释放这个对象，然后再调整栈顶指针收回那块栈内存。在这个过程中是不需要operator new/delete操作的，所以将operator new/delete设置为private不能达到目的。当然从上面的叙述中，你也许已经想到了：将构造函数或析构函数设为私有的，这样系统就不能调用构造/析构函数了，当然就不能在栈中生成对象了。
　这样的确可以，而且我也打算采用这种方案。但是在此之前，有一点需要考虑清楚,那就是，如果我们将构造函数设置为私有，那么我们也就不能用new来直接产生堆对象了，因为new在为对象分配空间后也会调用它的构造函数啊。所以，我打算只将析构函数设置为private。再进一步，将析构函数设为private除了会限制栈对象生成外，还有其它影响吗？是的，这还会限制继承。
　　如果一个类不打算作为基类，通常采用的方案就是将其析构函数声明为private。

　　为了限制栈对象，却不限制继承，我们可以将析构函数声明为protected，这样就两全其美了。如下代码所示：
class NoStackObject
{
　protected:
　　~NoStackObject() { }
　public:
　　void destroy()
　　{
　　　delete this ;//调用保护析构函数
　　}
};

接着，可以像这样使用NoStackObject类：

NoStackObject* hash_ptr = new NoStackObject() ;
... ... //对hash_ptr指向的对象进行操作
hash_ptr->destroy() ; 
我们用new创建一个对象，却不是用delete去删除它，而是要用destroy方法。很显然，用户是不习惯这种怪异的使用方式的。所以，我决定将构造函数也设为private或protected。这又回到了上面曾试图避免的问题，即不用new，那么该用什么方式来生成一个对象了？我们可以用间接的办法完成，即让这个类提供一个static成员函数专门用于产生该类型的堆对象。（设计模式中的singleton模式就可以用这种方式实现。）让我们来看看：

class NoStackObject
{
　protected:
　　NoStackObject() { }
　　~NoStackObject() { }
　public:
　　static NoStackObject* creatInstance()
　　{
　　　return new NoStackObject() ;//调用保护的构造函数
　　}
　　void destroy()
　　{
　　　delete this ;//调用保护的析构函数
　　}
};
　　现在可以这样使用NoStackObject类了：

NoStackObject* hash_ptr = NoStackObject::creatInstance() ;
... ... //对hash_ptr指向的对象进行操作
hash_ptr->destroy() ;
hash_ptr = NULL ; //防止使用悬挂指针
　　现在感觉是不是好多了，生成对象和释放对象的操作一致了。