如何限制对象只能建立在堆上或者栈上
轉自http://blog.csdn.net/szchtx/article/details/12000867#
在C++中,類的對象建立分為兩種,一種是靜態建立,如A a;另一種是動態建立,如A* ptr=new A;這兩種方式是有區別的。
? ? ? 靜態建立一個類對象,是由編譯器為對象在棧空間中分配內存,是通過直接移動棧頂指針,挪出適當的空間,然后在這片內存空間上調用構造函數形成一個棧對象。使用這種方法,直接調用類的構造函數。
? ? ? 動態建立類對象,是使用new運算符將對象建立在堆空間中。這個過程分為兩步,第一步是執行operator new()函數,在堆空間中搜索合適的內存并進行分配;第二步是調用構造函數構造對象,初始化這片內存空間。這種方法,間接調用類的構造函數。
? ? ? 那么如何限制類對象只能在堆或者棧上建立呢?下面分別進行討論。
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1、只能建立在堆上
? ? ? ? 類對象只能建立在堆上,就是不能靜態建立類對象,即不能直接調用類的構造函數。
? ? ? ? 容易想到將構造函數設為私有。在構造函數私有之后,無法在類外部調用構造函數來構造類對象,只能使用new運算符來建立對象。然而,前面已經說過,new運算符的執行過程分為兩步,C++提供new運算符的重載,其實是只允許重載operator new()函數,而operator()函數用于分配內存,無法提供構造功能。因此,這種方法不可以。
? ? ? ? 當對象建立在棧上面時,是由編譯器分配內存空間的,調用構造函數來構造棧對象。當對象使用完后,編譯器會調用析構函數來釋放棧對象所占的空間。編譯器管理了對象的整個生命周期。如果編譯器無法調用類的析構函數,情況會是怎樣的呢?比如,類的析構函數是私有的,編譯器無法調用析構函數來釋放內存。所以,編譯器在為類對象分配棧空間時,會先檢查類的析構函數的訪問性,其實不光是析構函數,只要是非靜態的函數,編譯器都會進行檢查。如果類的析構函數是私有的,則編譯器不會在棧空間上為類對象分配內存。
? ? ? ? 因此,將析構函數設為私有,類對象就無法建立在棧上了。代碼如下:
class A { public:A(){}void destory(){delete this;} private:~A(){} };? ? ? ? 試著使用A a;來建立對象,編譯報錯,提示析構函數無法訪問。這樣就只能使用new操作符來建立對象,構造函數是公有的,可以直接調用。類中必須提供一個destory函數,來進行內存空間的釋放。類對象使用完成后,必須調用destory函數。
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? ? ? ? 上述方法的一個缺點就是,無法解決繼承問題。如果A作為其它類的基類,則析構函數通常要設為virtual,然后在子類重寫,以實現多態。因此析構函數不能設為private。還好C++提供了第三種訪問控制,protected。將析構函數設為protected可以有效解決這個問題,類外無法訪問protected成員,子類則可以訪問。
? ? ? ? 另一個問題是,類的使用很不方便,使用new建立對象,卻使用destory函數釋放對象,而不是使用delete。(使用delete會報錯,因為delete對象的指針,會調用對象的析構函數,而析構函數類外不可訪問)這種使用方式比較怪異。為了統一,可以將構造函數設為protected,然后提供一個public的static函數來完成構造,這樣不使用new,而是使用一個函數來構造,使用一個函數來析構。代碼如下,類似于單例模式:
class A { protected:A(){}~A(){} public:static A* create(){return new A();}void destory(){delete this;} };這樣,調用create()函數在堆上創建類A對象,調用destory()函數釋放內存。
2、只能建立在棧上
? ? ? ? 只有使用new運算符,對象才會建立在堆上,因此,只要禁用new運算符就可以實現類對象只能建立在棧上。將operator new()設為私有即可。代碼如下:
class A { private:void* operator new(size_t t){} // 注意函數的第一個參數和返回值都是固定的void operator delete(void* ptr){} // 重載了new就需要重載delete public:A(){}~A(){} };?
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的如何限制对象只能建立在堆上或者栈上的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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