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- 1.[不能被拷贝]
- 2.[只能在堆上创建对象]
- 3.[只能在栈上创建对象]
- 4.[请设计一个类,不能被继承]
- 5.[只能创建一个对象(单例模式)]
- 0. 设计模式
- 1.单例模式
- 2.饿汉模式
- 3.懒汉模式
- 4.单例对象释放问题
1.[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
- C++98
- 将拷贝构造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
- 原因:
- **设置成私有:**如果只声明没有设置成private,用户自己如果在类外定义了,就不能禁止拷贝了
- **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
class CopyBan
{
private:CopyBan(const CopyBan &);CopyBan& operator=(const CopyBan&);
};
- C++11
- C++11扩展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
{CopyBan(const CopyBan&) = delete;CopyBan& operator=(const CopyBan&) = delete;
};
2.[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。防止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* CreateObject(){return new HeapOnly;}HeapOnly(const HeapOnly& hp) = delete;HeapOnly& operator=(const HeapOnly& hp) = delete;
private:HeapOnly(){}
};
3.[只能在栈上创建对象]
- **方法一:**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();}void* operator new(size_t size) = delete;void operator delete(void* p) = delete;
private:StackOnly(){}
};
4.[请设计一个类,不能被继承]
class NonInherit
{
public:static NonInherit GetInstance(){return NonInherit();}
private:NonInherit(){}
};
- C++11**:final关键字,final修饰类,表示该类不能被继承**
class A final
{
};
5.[只能创建一个对象(单例模式)]
0. 设计模式
- 设计模式(Design Pattern)是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类的、代码设计经验的总结
- 使用设计模式的目的:
- 为了代码可重用性、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性
- 设计模式使代码编写真正工程化;设计模式是软件工程的基石脉络,如同大厦的结构一样
1.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
- 比如在某个服务器程序中,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再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
2.饿汉模式
- 饿汉模式 – 一开始(main函数之前)就创建出对象
- 就是说不管你将来用不用,程序启动时就创建一个唯一的实例对象
- 优点:
- 简单、没有线程安全问题
- 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,那么显然使用饿汉模式来避免资源竞争,提高响应速度更好
- 缺点:
- 一个程序中,多个单例,并且有先后创建初始化顺序要求时,饿汉无法控制
- 饿汉单例类,初始化时任务多,会影响程序启动速度
class Singleton
{
public:static Singleton* GetInstance(){return &_inst;}
private:Singleton(){};Singleton(Singleton const&) = delete;Singleton& operator=(Singleton const&) = delete;static Singleton _inst;
};
Singleton Singleton::_inst;
3.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, 初始化网络连接,读取文件等等,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
- 优点:
- 缺点:
class Singleton
{
public:static Singleton* GetInstance(){if (nullptr == _pinst){m_mtx.lock();if (nullptr == _pinst) {_pinst = new Singleton();}m_mtx.unlock();}return _pinst;}class CGarbo{public:~CGarbo(){if (Singleton::_pinst)delete Singleton::_pinst;}};static CGarbo Garbo;private:Singleton(){};Singleton(Singleton const &);Singleton& operator=(Singleton const&);static Singleton* _pinst; static mutex m_mtx;
};Singleton* Singleton::_pinst = nullptr;
Singleton::CGarbo Garbo;
mutex Singleton::m_mtx;
4.单例对象释放问题
- 一般情况下,单例对象不需要释放的
- 因为一般整个程序运行期间都可能会用它
- 单例对象在进程正常结束后,也会资源释放
- 有些特殊场景需要释放,比如单例对象析构时,要进行一些持久化(往文件、数据库写)操作