C++28--特殊类设计
目录
1.一个不能被拷贝的类
2.一个只能在堆上创建对象的类
3.一个只能在栈上创建对象
4.一个不能被继承的类
5.一个只能创建一个对象的类(单例模式)
1.一个不能被拷贝的类
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以及赋值运算符重载即可。
- 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&);
//···
};
原因:
- 设置成私有:如果只声明没有设置成private,用户自己如果在类外定义了,就可以不能禁止拷贝了
- 只剩名不定义:不定义是因为该函数根本不会调用,定义了其实也没有什么意义,不屑反而还简单,而且如果定义了就不会防止成员函数内部拷贝了。
- C++11
C++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;
//···
};
2.一个只能在堆上创建对象的类
class HeapOnly
{
public:
static HeapOnly* CreatObject()
{
return new HeapOnly;
}
private:
HeapOnly(){}
//C++98
//1.只声明,不实现。因为实现可能会很麻烦,而你本身不需要
//2.声明成私有
HeapOnly(const HeapOnly&);
//or
//C++11
HeapOnly(const HeapOnly&) = delete;
};
3.一个只能在栈上创建对象
方法一:同上将构造函数私有化,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::CreatorObj();
//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;
}
4.一个不能被继承的类
//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()
{}
};
- C++11方法
final关键字,final修饰类,表示该类不能被继承。
class A final
{
//···
};
5.一个只能创建一个对象的类(单例模式)
设计模式:
设计模式是一套被反复使用、多数人知晓、经过分类的、代码设计经验的总结。为什么会产生设计模式这样的东西呢?就像人类历史发展会产生兵法。最开始部落之间打仗时都是人拼人的对砍。后来春秋战国时期,七国之间经常打仗,就发现打仗也是有套路的,后来孙武就总结出了《孙子兵法》。
使用设计模式的目的:为了代码可重用性、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。设计模式使代码编写真正工程化;设计模式是软件工程的基石脉络,如同大厦的结构一样。
单例模式:
一个类只能创建一个对象,即单例模式,该模式可以保证系统中该类只有一个实例,并提供一个访问它的全部访问点,该实例被所有程序模块共享。比如在某个服务器程序中,该服务器的配置信息存放在一个文件中,这些配置数据由一个单例对象统一读取,然后服务进程中的其他对象再通过这个单例对象获取这些配置信息,这种方式简化了在复杂环境下的配置管理。
单例模式有两种实现模式:
- 饿汉模式
就是说不管你将来用不用,程序启动时就创建一个唯一的实例对象
//饿汉模式
//优点:简单
//缺点:可能会导致进程启动慢,且如果有多个单例类对象实例启动顺序不确定。
class Singleton
{
public:
static Singleton* GetInstance()
{
return &m_instance;
}
private:
//构造函数私有
Singleton() {};
//C++98防拷贝
//Singleton(Singleton const&);
//Singleton& operator = (Singleton const&);
//or
//C++11
Singleton(Singleton const&) = delete;
Singleton& operator=(Singleton const&) = delete;
static Singleton m_instance;
};
Singleton Singleton::m_instance;//在程序入口之前就完成单例对象的初始化
如果这个单例对象在多线程高并发环境下频繁使用,性能要求较高,那么显然使用饿汉模式来避免资源竞争,提高响应速度更好。
- 懒汉模式
如果单例对象构造十分耗时或者占用很多资源,比如加载插件,初始化网络链接,读取文件等等,而有可能该对象程序运行时不会用到,那么也要在程序一开始就进行初始化,就会导致程序启动时非常的缓慢。所以这种情况使用懒汉模式(延迟加载)更好。(这个后续再讲,等我学完多线程)