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一、请设计一个类,不能被拷贝
拷贝只会发生在两个…
文章目录前言一、请设计一个类,不能被拷贝二、请设计一个类,只能在堆上创建对象三、请设计一个类,只能在栈上创建对象四、请设计一个类,不能被继承五、请设计一个类只能创建一个对象(单例模式)总结前言 正文开始!
一、请设计一个类,不能被拷贝
拷贝只会发生在两个场景中: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函数以及赋值运算符重载即可.
C98 将拷贝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.
{//....private:CopyBan(const CopyBan);CopyBan operator(const CopyBan);//...
};原因:
设置称为私有: 如果只声明没有设置成private.用户自己如果在类外定义了,就可以进行拷贝了!只声明不定义: 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,不写反而还简单,而且如果定义了就不会防止成员函数内部拷贝了.
C11 C11扩展了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
{//....private:CopyBan(const CopyBan)delete;CopyBan operator(const CopyBan) delete;//...
};经典防拷贝的类有:unique_ptr,thread,mutex,istream,ostream
二、请设计一个类,只能在堆上创建对象
实现方式:
将类的构造函数私有,拷贝构造声明成私有.放置别人调用拷贝在栈上生成对象.提供一个静态的成员函数,在该静态成员函数中完成堆对象的创建.
class HeapOnly
{//...public:static HeapOnly* CreateObj(){return new HeapOnly;}private://构造函数私有HeapOnly(){}HeapOnly(const HeapOnly) delete;
};三、请设计一个类,只能在栈上创建对象
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::CreateObj();// 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;
};四、请设计一个类,不能被继承
C98方式
// C98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(){}
};C11方法 final关键字,final修饰类,表示该类不能被继承.
class A final
{//...
};五、请设计一个类只能创建一个对象(单例模式)
设计模式: 设计模式(Design Pattern)是一条被反复使用,多数人知晓的,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?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.后来孙子就总结出来了孙子兵法.孙子兵法就是类似. 使用设计模式的目的:为了代码可重用性,让带吗更容易被他人理解,保证代码的可靠性.设计模式使代码编写真正程序化;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局访问点,该实例被所有程序模块共享.**比如在某个服务器中,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在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:
懒汉模式 就是说不管你将来用不用,程序启动是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 _instance;}
private:// 构造函数私有Singleton() {}; C98 防拷贝//Singleton(Singleton const);//Singleton operator(Singleton const);// or// C11Singleton(Singleton const) delete;Singleton operator(Singleton const) delete;static Singleton* _instance;
};Singleton* Singleton::_instance new Singleton;总结:
饿汉特点:简单一点、初始化顺序不确定,如果有依赖关系就会有问题.饿汉对象初始化慢且多个饿汉单例对象会影响程序启动.
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,那么显然使懒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,比如加载插件啊,初始化网络连接啊,读取文件啊等等,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.
// 懒汉
// 优点第一次使用实例对象时创建对象。进程启动无负载。多个单例实例启动顺序自由控制。
// 缺点复杂
#include iostream
#include mutex
#include thread
using namespace std;
class Singleton
{
public:static Singleton* GetInstance() {// 注意这里一定要使用Double-Check的方式加锁才能保证效率和线程安全if (nullptr m_pInstance) {m_mtx.lock();if (nullptr m_pInstance) {m_pInstance new Singleton();}m_mtx.unlock();}return m_pInstance;}// 实现一个内嵌垃圾回收类 class CGarbo {public:~CGarbo() {if (Singleton::m_pInstance)delete Singleton::m_pInstance;}};// 定义一个静态成员变量程序结束时系统会自动调用它的析构函数从而释放单例对象static CGarbo Garbo;
private:// 构造函数私有Singleton() {};// 防拷贝Singleton(Singleton const);Singleton operator(Singleton const);static Singleton* m_pInstance; // 单例对象指针static mutex m_mtx; //互斥锁
};
Singleton* Singleton::m_pInstance nullptr;
Singleton::CGarbo Garbo;
mutex Singleton::m_mtx;
int main()
{thread t1([] {cout Singleton::GetInstance() endl; });thread t2([] {cout Singleton::GetInstance() endl; });t1.join();t2.join();cout Singleton::GetInstance() endl;cout Singleton::GetInstance() endl;return 0;
}总结:
懒汉特点:复杂一点、初始化顺序可以控制,第一次调用时初始化,可以控制初始化顺序,延迟加载初始化,不影响程序启动. 总结
本章完!
