特殊類的設(shè)計(jì)

請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)類，只能在堆上創(chuàng)建對(duì)象

通過(guò)new創(chuàng)建的類就是堆上的。
方法一：

#include<iostream>using namespace std;
class HeapOnly
{
public:static HeapOnly* func()//這里如果不用靜態(tài)就無(wú)法創(chuàng)建對(duì)象了，也導(dǎo)致這個(gè)函數(shù)無(wú)法被調(diào)用{return new HeapOnly;}
private:HeapOnly()//防止隨意的創(chuàng)建對(duì)象{}HeapOnly(const HeapOnly& a) = delete;//如果不刪除拷貝函數(shù)創(chuàng)建的對(duì)象還是在棧上
};
int main()
{HeapOnly* p1 = HeapOnly::func();//HeapOnly p2(*p1);//這樣避免了p2對(duì)象創(chuàng)建在棧上return 0;
}

這里主要以封禁構(gòu)造函數(shù)為主，讓外部只能通過(guò)調(diào)用func函數(shù)方式去創(chuàng)建對(duì)象，func函數(shù)的內(nèi)部是通過(guò)new創(chuàng)建的，這里要注意的就是拷貝構(gòu)造的問(wèn)題。
賦值重載不用刪除，因?yàn)樾枰F(xiàn)有一個(gè)對(duì)象才能賦值給另一個(gè)對(duì)象，上面的代碼只會(huì)創(chuàng)建出堆上的對(duì)象。
方法二：

#include<iostream>using namespace std;class HeapOnly
{
public:HeapOnly(){}void Delete(){this->~HeapOnly();}
private:~HeapOnly(){}HeapOnly(const HeapOnly& a) = delete;
};int main()
{HeapOnly* p1 = new HeapOnly;p1->Delete();return 0;
}

封禁析構(gòu)函數(shù)，需要自己手動(dòng)釋放內(nèi)存。

請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)類，只能在棧上創(chuàng)建對(duì)象

這里要注意一點(diǎn)，靜態(tài)區(qū)也不行。
方法一：

#include <iostream>
using namespace std;
class NonInherit
{
public:static NonInherit func(){return NonInherit();}void Pintf(){cout << "Pintf" << endl;}
private:NonInherit(){}NonInherit(const NonInherit& p) = delete;
};
int main()
{NonInherit::func().Pintf();//static NonInherit p1 = NonInherit::func();//防止p1創(chuàng)建在靜態(tài)區(qū)上return 0;
}

這里就像匿名對(duì)象的感覺(jué)，如果不封拷貝構(gòu)造就會(huì)出現(xiàn)注釋上的問(wèn)題。
方法二：

#include <iostream>
using namespace std;
class NonInherit
{
public:static NonInherit func(){return NonInherit();}void Pintf() const{cout << "Pintf" << endl;}
private:NonInherit(){}NonInherit(const NonInherit& p) = delete;
};
int main()
{const NonInherit& p1 = NonInherit::func();//用引用接收p1.Pintf();//然后在使用return 0;
}

請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)類，只能創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象(單例模式)

設(shè)計(jì)模式：
設(shè)計(jì)模式（Design Pattern）是一套被反復(fù)使用、多數(shù)人知曉的、經(jīng)過(guò)分類的、代碼設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。
單例模式：

一個(gè)類只能創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，即單例模式，該模式可以保證系統(tǒng)中該類只有一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)訪問(wèn)它的全局訪問(wèn)點(diǎn)，該實(shí)例被所有程序模塊共享。比如在某個(gè)服務(wù)器程序中，該服務(wù)器的配置信息存放在一個(gè)文件中，這些配置數(shù)據(jù)由一個(gè)單例對(duì)象統(tǒng)一讀取，然后服務(wù)進(jìn)程中的其他對(duì)象再通過(guò)這個(gè)單例對(duì)象獲取這些配置信息，這種方式簡(jiǎn)化了在復(fù)雜環(huán)境下的配置管理。

單例模式有兩種實(shí)現(xiàn)模式：
餓漢模式
就是說(shuō)不管你將來(lái)用不用，程序啟動(dòng)時(shí)就創(chuàng)建一個(gè)唯一的實(shí)例對(duì)象。

#include<iostream>
#include<map>
#include<string>
using namespace std;
class Singleton
{
public:static Singleton& func(){return _a;//拿到對(duì)象本身}void Insert(string str, int salary){arr[str] = salary;}void Printf(){for (auto& e : arr){cout << e.first << ":" << e.second << endl;}}
private:Singleton(){}Singleton(const Singleton&) = delete;Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;map<string, int> arr;static Singleton _a;
};
Singleton Singleton::_a;//在外部初始化對(duì)象，同類對(duì)象只會(huì)調(diào)用一次構(gòu)造函數(shù)int main()
{Singleton::func().Insert("aaa", 111);Singleton&p = Singleton::func();p.Insert("bbb", 222);p.Insert("ccc", 333);p.Insert("ddd", 444);p.Insert("eee", 555);p.Printf();return 0;
}

這個(gè)模式缺點(diǎn)：
如果數(shù)據(jù)量太大，啟動(dòng)就會(huì)非常的緩慢。
如果有多個(gè)文件一起，都有餓漢模式的代碼，他們互相之間有依賴，但是編譯器很難控制先初始化誰(shuí)。

懶漢模式
如果單例對(duì)象構(gòu)造十分耗時(shí)或者占用很多資源，比如加載插件啊， 初始化網(wǎng)絡(luò)連接啊，讀取文件啊等等，而有可能該對(duì)象程序運(yùn)行時(shí)不會(huì)用到，那么也要在程序一開(kāi)始就進(jìn)行初始化，就會(huì)導(dǎo)致程序啟動(dòng)時(shí)非常的緩慢。 所以這種情況使用懶漢模式（延遲加載）更好。

#include<iostream>
#include<map>
#include<string>
#include<mutex>
using namespace std;
template<class T>
class Lock
{
public:Lock(T& p)//因?yàn)殒i不允許拷貝:_p(p){_p.lock();}~Lock(){_p.unlock();}
private:T& _p;//所以這里成員用引用
};
class Singleton
{
public:static Singleton& func(){if (_a == nullptr)//避免每次調(diào)用的時(shí)候都進(jìn)行加鎖的操作，提高效率{Lock<mutex> p(mex);//用智能指針是為了防止下面的new出現(xiàn)異常導(dǎo)致未解鎖//如果不加鎖，容易發(fā)生內(nèi)存泄露，開(kāi)辟多個(gè)空間，最終指針只會(huì)指向一處空間if (_a == nullptr)//第一次調(diào)用創(chuàng)建對(duì)象{_a = new Singleton;}}return *_a;}void Insert(string str, int salary){arr[str] = salary;}void Printf(){for (auto& e : arr){cout << e.first << ":" << e.second << endl;}}
private:Singleton(){}Singleton(const Singleton&) = delete;Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;map<string, int> arr;static Singleton* _a;static mutex mex;//鎖
};
Singleton* Singleton::_a = nullptr;//在外部初始化對(duì)象，同類對(duì)象只會(huì)調(diào)用一次構(gòu)造函數(shù)
mutex Singleton::mex;//定義鎖
int main()
{Singleton::func().Insert("aaa", 111);Singleton& p = Singleton::func();p.Insert("bbb", 222);p.Insert("ccc", 333);p.Insert("ddd", 444);p.Insert("eee", 555);p.Printf();return 0;
}

并且，一般單例對(duì)象不用考慮釋放，因?yàn)橐粋€(gè)進(jìn)程在結(jié)束的時(shí)候資源會(huì)回收給OS。
如果有需要處理的資源，需要在內(nèi)部定義一個(gè)函數(shù)去處理某個(gè)資源，然后其他資源不用處理：

static void Delete()//手動(dòng)釋放資源
{Lock<mutex> p(mex);if (_a != nullptr){delete _a;_a = nullptr;}
}

假如忘記回收這個(gè)資源了呢？
在內(nèi)部定義一個(gè)GC的類，這個(gè)類的析構(gòu)函數(shù)內(nèi)部調(diào)用上面的Delete函數(shù)。

class GC
{
public:~GC(){if (_a){cout << "~GC()" << endl;Delete();}}
};

然后再外部定義一個(gè)全局的GC類的對(duì)象，在程序結(jié)束的時(shí)候就會(huì)去調(diào)用析構(gòu)函數(shù)。

主要是幫助檢查有沒(méi)有手動(dòng)釋放掉這一出資源。
注意：C++11前是無(wú)法保證線程靜態(tài)的初始化是安全的，C++11之后可以。
也就是說(shuō)懶漢還有這種寫法：

static Singleton& func()
{static Singleton _a;return _a;
}

函數(shù)的成員也就不用了靜態(tài)對(duì)象。

C++的類型轉(zhuǎn)換

C語(yǔ)言有兩種類型轉(zhuǎn)換，一個(gè)是隱式類型轉(zhuǎn)換，另一個(gè)是強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換。

#include<iostream>
using namespace std;int main()
{//隱式類型int a = 1;double b = a;//強(qiáng)制類型int c = 10;int* p = &c;int d = (int)p;return 0;
}

C++有四種類型轉(zhuǎn)換，是期望大家能夠規(guī)范使用的。
為什么C++需要四種類型轉(zhuǎn)換
C風(fēng)格的轉(zhuǎn)換格式很簡(jiǎn)單，但是有不少缺點(diǎn)的：

1.隱式類型轉(zhuǎn)化有些情況下可能會(huì)出問(wèn)題：比如數(shù)據(jù)精度丟失。
2.顯式類型轉(zhuǎn)換將所有情況混合在一起，代碼不夠清晰。
因此C++提出了自己的類型轉(zhuǎn)化風(fēng)格，注意因?yàn)镃++要兼容C語(yǔ)言，所以C++中還可以使用C語(yǔ)言的轉(zhuǎn)化風(fēng)格。

static_cast
static_cast用于非多態(tài)類型的轉(zhuǎn)換（靜態(tài)轉(zhuǎn)換），編譯器隱式執(zhí)行的任何類型轉(zhuǎn)換都可用。
static_cast，但它不能用于兩個(gè)不相關(guān)的類型進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

reinterpret_cast
reinterpret_cast操作符通常為操作數(shù)的位模式提供較低層次的重新解釋，用于將一種類型轉(zhuǎn)換
為另一種不同的類型。

const_cast
const_cast最常用的用途就是刪除變量的const屬性，方便賦值。

這里看起來(lái)并沒(méi)有被賦值成功是因?yàn)榫幾g器進(jìn)行了優(yōu)化，認(rèn)為const的變量不會(huì)被修改，所以這個(gè)值一直放在了寄存器中，并沒(méi)有從內(nèi)存中獲取，數(shù)據(jù)一直未被更新到寄存器當(dāng)中。

dynamic_cast
dynamic_cast用于將一個(gè)父類對(duì)象的指針/引用轉(zhuǎn)換為子類對(duì)象的指針或引用(動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換)
向上轉(zhuǎn)型：子類對(duì)象指針/引用->父類指針/引用(不需要轉(zhuǎn)換，賦值兼容規(guī)則)
向下轉(zhuǎn)型：父類對(duì)象指針/引用->子類指針/引用(用dynamic_cast轉(zhuǎn)型是安全的)
注意：

1.dynamic_cast只能用于父類含有虛函數(shù)的類
2. dynamic_cast會(huì)先檢查是否能轉(zhuǎn)換成功，能成功則轉(zhuǎn)換，不能則返回0

#include<iostream>
using namespace std;
class A
{
public:virtual void f() {}int a;
};
class B : public A
{
public:int b;
};
void fun(A* pa)
{// dynamic_cast會(huì)先檢查是否能轉(zhuǎn)換成功，能成功則轉(zhuǎn)換，不能則返回B* pb = dynamic_cast<B*>(pa);//子類指向父類，訪問(wèn)父類的內(nèi)容的時(shí)候虛表可能會(huì)越界產(chǎn)生報(bào)錯(cuò)if (pb)//檢查是否合法，其實(shí)就是拒絕了子類指向父類{pb->a++;pb->b++;cout << "a++ " << "b++" << endl;}
}
int main()
{A a;B b;fun(&a);fun(&b);return 0;
}

注意：
強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換關(guān)閉或掛起了正常的類型檢查，每次使用強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換前，程序員應(yīng)該仔細(xì)考慮是
否還有其他不同的方法達(dá)到同一目的，如果非強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換不可，則應(yīng)限制強(qiáng)制轉(zhuǎn)換值的作用
域，以減少發(fā)生錯(cuò)誤的機(jī)會(huì)。強(qiáng)烈建議：避免使用強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換。