实现只能在堆上创建对象&&实现只能在栈上创建对象

本文详细介绍了在C++中如何通过编程技巧限制对象的创建位置,包括仅允许在堆上创建对象的方法,以及如何防止在堆上创建对象,确保所有对象都在栈上创建的技术细节。
实现只能在堆上实现对象的创建:

C++98中的实现方法:

    只能在堆上创建对象----就是阻止在栈上创建空间。
    实例化对象有两个过程:开辟空间  和 初始化对象----调用函数意味着在栈
上开辟空间,所以只要阻止初始化,也就是禁止使用构造函数即可-----构造函数私
有化,这样就在类外不能访问构造函数了---但是副作用是即使用new在堆上申请的空
间也无法使用构造函数进行初始化了---和对象没有关系的调用函数是静态函数---所
以在类中可以定义一个静态函数用来实例化对象---防拷贝构造函数(因为可以用堆上
创建一个对象(此时是类类型的 指针变量),对这个变量进行解引用可以得到对象,
用这个对象作为拷贝构造函数的参数,就会造成在栈上也可以创建对象了)---如何防
止调用拷贝构造函数----显式定义出来,编译器就不会生成默认的拷贝构造函数了--
-考虑到如果显式定义的拷贝构造函数给成公有的权限,在类外就能调用这个拷贝构造
函数,所以拷贝构造函数必须给成私有的---由于我们的目的是为了不使用拷贝构造函
数,所以在私有条件下只给声明就行了

C++11 新的语法:

  Test(const Test& t) = detele;   会使得拷贝构造函数无法生成,也就是
 告诉编译器将该函数删除掉。
  Test(const Test& t) = default;  告诉编译器,让编译器生成默认的函数

代码如下:

//只能在堆上创建对象
#include<iostream>
using namespace std;
class Test
{
public:
	static Test* CreateInstance(int data)
	{
		return new Test(data);  //因为该函数是成员函数,所以在类内可以调用私有的成员,因此可以调用构造函数
	}

	~Test()
	{
		cout << "~Test():" << this << endl;
	}

	//Test(const Test& t) = delete;   //C++11 中给出的新语法,告诉编译器将该函数删除掉

private:
	Test(int data)
	{
		cout << "Test():" << this << endl;
	}

	Test(const Test& t); //自己定义拷贝构造函数了,编译器就不会生成默认的拷贝构造函数    这个拷贝构造函数只能私有,因为如果公有了,别人可以在类外进行定义   如:Test::Test(const Test& t){  }

private:
	int _data;
};

//Test t(10);  //全局作用域中,也不能在栈上创建对象    
int main()
{
	//Test t1;
//	Test* pt = (Test*)malloc(sizeof(Test));
	//Test* pt = new Test;
	Test* pt = Test::CreateInstance(5);

	//Test t2(*pt); //这是在栈上创建的对象,利用了拷贝构造函数
	delete pt;
	return 0;
}

实现只能在栈上实现对象的创建:

只能在栈上创建对象,既不能在堆上创建对象,因此只要将new的功能屏蔽掉即可,即屏蔽掉operator new 和 定位new表达式,注意:屏蔽了operator new,实际上也是将定位new屏蔽掉。

//实现只能在栈上创建对象
class StackOnly
{
public:
	StackOnly() {}

private:
	void* operator new(size_t size);
	void operator delete(void* p);
};
### C++ 限制对象仅在堆上创建的方法 为了确保类的对象只能堆上创建,可以通过将构造函数设为私有,并提供一个静态成员函数来返回指向该类的指针。这种方法可以防止直接在创建对象[^1]。 #### 示例代码 以下是一个示例,展示了如何设计一个只能堆上创建对象的类: ```cpp class HeapOnly { public: static HeapOnly* CreateObject() { return new HeapOnly; // 这使得创建该类对象只能通过 new,确保了该类只能堆上创建对象 } ~HeapOnly() {} // 公有析构函数,允许使用 delete 释放堆上对象 private: HeapOnly() {} // 私有构造函数,防止在创建对象 HeapOnly(const HeapOnly&) = delete; // 删除拷贝构造函数,防止在上复制对象 }; ``` 在这种设计中,`HeapOnly` 类的构造函数是私有的,因此无法直接通过 `HeapOnly obj;` 在创建对象。同时,提供了静态成员函数 `CreateObject` 来返回指向该类的指针,从而允许在堆上创建对象[^1]。 --- ### 禁止创建对象实现方式 另一种方法是将析构函数设为 `protected` 或 `private`,这样当尝试在创建对象时,编译器会报错,因为析构函数不可访问。然而,这种方式可能会与继承机制冲突,因此通常推荐使用 `protected` 而不是 `private`[^4]。 #### 示例代码 以下是一个示例,展示了如何通过将析构函数设为 `protected` 来禁止创建对象: ```cpp class HeapOnly { public: static HeapOnly* CreateObject() { return new HeapOnly; } protected: ~HeapOnly() {} // 将析构函数设为 protected,防止对象创建[^4] private: HeapOnly() {} }; ``` 在这种情况下,尝试在创建对象会导致编译错误,因为析构函数不可访问[^4]。 --- ### 限制对象仅在创建的方法 为了确保类的对象只能创建,可以通过将析构函数设为私有来阻止堆上对象创建。这是因为使用 `new` 创建对象时,需要能够访问析构函数以便后续调用 `delete` 释放内存[^2]。 #### 示例代码 以下是一个示例,展示了如何设计一个只能创建对象的类: ```cpp class StackOnly { private: ~StackOnly() {} // 私有析构函数,防止外部调用 delete public: StackOnly() {} }; ``` 在这种设计中,`StackOnly` 类的析构函数是私有的,因此无法通过 `new` 创建对象,因为这需要能够访问析构函数以调用 `delete`[^2]。 --- ### 进一步限制拷贝构造函数 如果希望进一步防止对象被复制(包括在上复制),可以将拷贝构造函数删除或设为私有: ```cpp class StackOnly { private: ~StackOnly() {} // 私有析构函数 StackOnly(const StackOnly&) = delete; // 删除拷贝构造函数 public: StackOnly() {} }; ``` 这样可以确保对象既不能在堆上创建,也不能通过拷贝构造函数在上复制[^2]。 ---
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