【c++】【转】如何只在heap上创建对象,如何只在stack上建立对象?
http://www.cnblogs.com/chio/archive/2007/10/23/934335.html
http://blog.csdn.net/szchtx/article/details/12000867
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;(ptr是栈上变量,指向堆中空间)这两种方式是有区别的。
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。
1、只能建立在堆上:(将构造函数、析构函数声明为private,然后将new、delete封装在静态成员函数中,通过静态成员函数的调用来实例化对象和销毁对象)
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。
因此,将析构函数设为私有,类对象就无法建立在栈上了。代码如下:
class A
{
public:
A(){}
void destory(){delete this;}
private:
~A(){}
};
上述方法的一个缺点就是,无法解决继承问题。如果A作为其它类的基类,则析构函数通常要设为virtual,然后在子类重写,以实现多态。因此析构函数不能设为private。还好C++提供了第三种访问控制,protected。将析构函数设为protected可以有效解决这个问题,类外无法访问protected成员,子类则可以访问。
将析构函数声明为private,类的用户不能定义类对象,但是友元或类成员函数可以使用,为了防止友元或类成员函数使用,可以将析构函数只声明不定义,这样若类的用户定义类对象,编译时出错,成员函数或友元定义类对象,链接时出错,此处不用考虑友元和成员函数,只是要求类用户不能静态建立对象。
另一个问题是,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。(使用delete会报错,因为delete对象的指针,会调用对象的析构函数,而析构函数类外不可访问)这种使用方式比较怪异。为了统一,可以将构造函数设为protected,然后提供一个public的static函数来完成构造,这样不使用new,而是使用一个函数来构造,使用一个函数来析构。代码如下,类似于单例模式:
class A
{
protected:
A(){}
~A(){}
public:
static A* create()//可以用类名来调用,非静态成员函数不能用类名调用
{
return new A();
}
void destory()
{
delete this;
}
};
2、只能建立在栈上
只有使用new运算符,对象才会建立在堆上,因此,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()设为私有即可。代码如下:
class A
{
private:
void* operator new(size_t t){} // 注意函数的第一个参数和返回值都是固定的,new的参数是new的运算对象
void operator delete(void* ptr){} // 重载了new就需要重载delete
public:
A(){}
~A(){}
};
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