目錄

一、設(shè)計一個禁止拷貝的類

二、設(shè)計一個只能在堆區(qū)上創(chuàng)建對象的類

三、設(shè)計一個只能在棧區(qū)和靜態(tài)區(qū)上創(chuàng)建對象的類

四、設(shè)計一個不能繼承的類

五、設(shè)計一個只能創(chuàng)建一個對象的類（單例模式）

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一、設(shè)計一個禁止拷貝的類

拷貝只會發(fā)生在兩個場景中，分別是拷貝構(gòu)造和賦值，因此想要讓一個類禁止拷貝，只需要讓該類對象不能調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)以及賦值運算符重載即可。

1. C++98/03：

   class CopyBan
   {
   public:CopyBan() { }
   private:CopyBan(const CopyBan& cb);CopyBan& operator=(const CopyBan& cb);
   };
   ?
   int main()
   {CopyBan cb1;// CopyBan cb2(cb1);  // error// CopyBan cb3;// cb3 = cb1;  // errorreturn 0;
   }

2. C++11：

   class CopyBan
   {
   public:CopyBan() { }CopyBan(const CopyBan& cb) = delete;CopyBan& operator=(const CopyBan& cb) = delete;
   };
   ?
   int main()
   {CopyBan cb1;// CopyBan cb2(cb1);  // error// CopyBan cb3;// cb3 = cb1;  // errorreturn 0;
   }

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二、設(shè)計一個只能在堆區(qū)上創(chuàng)建對象的類

1. 將類的構(gòu)造函數(shù)設(shè)置為私有，同時禁止拷貝構(gòu)造函數(shù)的生成，防止通過拷貝構(gòu)造創(chuàng)建對象；最后提供一個創(chuàng)建堆對象的靜態(tài)成員函數(shù)。

   #include <iostream>
   using namespace std;class HeapOnly
   {
   public:static HeapOnly* Create(){return new HeapOnly;}
   private:HeapOnly(){cout << "HeapOnly()" << endl;}HeapOnly(const HeapOnly& ho) = delete;
   };int main()
   {// HeapOnly ho;  // error// static HeapOnly sho;  // errorHeapOnly* pho = HeapOnly::Create();  // HeapOnly()// HeapOnly copy(*pho);  // errordelete pho;return 0;
   }

2. 將類的析構(gòu)函數(shù)設(shè)置為私有，然后提供一個完成 delete 操作的靜態(tài)成員函數(shù)。

   #include <iostream>
   using namespace std;class HeapOnly
   {
   public:void Destroy(){delete this;}
   private:~HeapOnly(){cout << "~HeapOnly()" << endl;}
   };int main()
   {// HeapOnly ho;  // error// static HeapOnly sho;  // errorHeapOnly* pho = new HeapOnly;// HeapOnly copy(*pho);  // errorpho->Destroy();  // ~HeapOnly()return 0;
   }

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三、設(shè)計一個只能在棧區(qū)和靜態(tài)區(qū)上創(chuàng)建對象的類

1. 將類的構(gòu)造函數(shù)設(shè)置為私有，然后提供一個創(chuàng)建對象的靜態(tài)成員函數(shù)。

   #include <iostream>
   using namespace std;
   ?
   class StackStaticOnly
   {
   public:static StackStaticOnly CreateObj(){return StackStaticOnly();}
   private:StackStaticOnly(){cout << "StackStaticOnly()" << endl;}
   };
   ?
   int main()
   {StackStaticOnly sso = StackStaticOnly::CreateObj(); ?// StackStaticOnly()static StackStaticOnly ssso = StackStaticOnly::CreateObj(); ?// StackStaticOnly()// StackStaticOnly* psso1 = new StackStaticOnly;  // error// 注意：該方法無法防止以下的情況發(fā)生// StackStaticOnly* psso2 = new StackStaticOnly(sso);  // ok// 如果禁止拷貝構(gòu)造函數(shù)的生成，會導(dǎo)致 CreateObj 函數(shù)發(fā)生錯誤return 0;
   }

2. 直接禁止 operator new 和 operator delete 的生成。

   class StackStaticOnly
   {void* operator new(size_t size) = delete;void operator delete(void* p) = delete;
   };
   ?
   int main()
   {StackStaticOnly sso;static StackStaticOnly ssso;// StackStaticOnly* psso1 = new StackStaticOnly;  // error// StackStaticOnly* psso2 = new StackStaticOnly(sso);  // errorreturn 0;
   }

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四、設(shè)計一個不能繼承的類

1. C++98/03：

   將基類的構(gòu)造函數(shù)設(shè)置私有，派生類就無法調(diào)用基類的構(gòu)造函數(shù)，因此無法繼承。

   class NonInherit
   {
   public:static NonInherit CreateObj(){return NonInherit();}
   private:NonInherit() { }
   };

2. C++11：

   使用 final 關(guān)鍵字修飾類，表示該類不能被繼承。

   class NonInherit final
   { };

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五、設(shè)計一個只能創(chuàng)建一個對象的類（單例模式）

設(shè)計模式（Design Pattern）是一種針對軟件設(shè)計中經(jīng)常出現(xiàn)的問題和解決方案的標(biāo)準(zhǔn)化描述。它們可以被視為是經(jīng)驗豐富的軟件開發(fā)人員在解決類似問題時總結(jié)出來的設(shè)計思路、原則和指導(dǎo)。設(shè)計模式幫助我們以一種可重用的方式來解決特定的設(shè)計問題，從而使代碼更具靈活性、可維護性和可擴展性。

單例模式：一個類只能創(chuàng)建一個對象。該模式可以保證系統(tǒng)中該類只有一個實例，并提供一個訪問它的全局訪問點，該實例被所有程序模塊共享。比如在某個服務(wù)器程序中，該服務(wù)器的配置信息存放在一個文件中，這些配置數(shù)據(jù)由一個單例對象統(tǒng)一讀取，然后服務(wù)進程中的其他對象再通過這個單例對象獲取這些配置信息，這種方式簡化了在復(fù)雜環(huán)境下的配置管理。

單例模式有以下兩種實現(xiàn)模式：

1. 餓漢模式：

   在程序入口之前就完成了單例對象的初始化。

   #include <iostream>
   using namespace std;
   ?
   class Singleton
   {
   public:// 提供一個獲取單例對象的靜態(tài)成員函數(shù)static Singleton& GetInstance(){return _ss;}
   private:// 將類的構(gòu)造函數(shù)設(shè)置為私有Singleton() {cout << "Singleton()" << endl;}
   ?// 禁止拷貝構(gòu)造函數(shù)的生成Singleton(const Singleton& s) = delete;
   ?static Singleton _ss; ?// 注意：靜態(tài)成員變量屬于類，不屬于某個具體的對象
   };
   ?
   Singleton Singleton::_ss; ?// Singleton()
   ?
   int main()
   {cout << &Singleton::GetInstance() << endl;cout << &Singleton::GetInstance() << endl;// 輸出的兩個地址是相同的
   ?// Singleton copy(Singleton::GetInstance());  // errorreturn 0;
   }

2. 懶漢模式：

   如果單例對象構(gòu)造十分耗時或者占用很多資源，比如加載插件、初始化網(wǎng)絡(luò)連接、讀取文件等等，而該對象在程序運行時又有可能不會用到，那么使用餓漢模式，在程序入口之前就完成單例對象的初始化，會導(dǎo)致程序啟動時變得非常緩慢，所以在這種情況下使用懶漢模式（延遲加載）更好。

   #include <iostream>
   using namespace std;
   ?
   class Singleton
   {
   public:static Singleton& GetInstance(){if (_pss == nullptr){_pss = new Singleton;}return *_pss;}
   ?// 一般情況下，單例對象是不需要釋放的，// 特殊場景：// 1、中途需要顯示釋放// 2、程序結(jié)束時，需要做一些特殊動作，比如持久化static void DelInstance(){if (_pss){delete _pss;_pss = nullptr;}}
   private:Singleton(){cout << "Singleton()" << endl;}
   ?~Singleton(){cout << "~Singleton()" << endl;}
   ?Singleton(const Singleton& s) = delete;
   ?static Singleton* _pss;
   };
   ?
   Singleton* Singleton::_pss = nullptr;
   ?
   int main()
   {cout << &Singleton::GetInstance() << endl;cout << &Singleton::GetInstance() << endl;// Singleton()// 輸出的兩個地址是相同的
   ?// Singleton copy(Singleton::GetInstance());  // error
   ?Singleton::DelInstance();// ~Singleton()return 0;
   }