如何定义一个只能在堆上或栈上生成对象的类

在C++中,可以通过特定的技术手段来控制对象只能在堆(heap)或栈(stack)上创建。

只能在堆上创建对象的类

要实现这一点,我们需要阻止用户直接实例化对象,而只能通过new操作符创建。

class HeapOnly {
public:static HeapOnly* create() {return new HeapOnly();}// 删除拷贝构造函数和赋值运算符HeapOnly(const HeapOnly&) = delete;HeapOnly& operator=(const HeapOnly&) = delete;private:HeapOnly() {}  // 构造函数私有化~HeapOnly() {} // 析构函数私有化
};

原理

  1. 将构造函数和析构函数设为私有,防止直接实例化

  2. 提供静态工厂方法create()来创建对象

  3. 删除拷贝构造函数和赋值运算符防止复制

只能在栈上创建对象的类

要实现这一点,我们需要阻止用户使用new操作符创建对象。

class StackOnly {
public:StackOnly() {}/ 禁止普通的 new 和 deletevoid* operator new(size_t) = delete;void operator delete(void*) = delete;// 禁止 new[] 和 delete[]void* operator new[](size_t) = delete;void operator delete[](void*) = delete;// 禁止 placement new(防止绕过限制)void* operator new(size_t, void*) = delete;
};

原理

  1. 删除new和delete操作符的重载,使得无法使用new创建对象

  2. 仍然允许在栈上直接实例化对象

注意事项

  1. 对于只能在堆上创建的类,需要提供某种方式来释放内存,通常是在类中添加一个destroy()方法:

    void destroy() {delete this;
    }
  2. 这些技术在现代C++中可以通过=delete语法简洁地实现,但在旧版C++中需要通过声明为private并不实现的方式达到类似效果。

  3. 这些限制会影响类的使用方式,在设计时需要权衡灵活性和约束。

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