网站建设设计设计,网页设计教程课本课后题答案,网站空间优惠,网站建设初稿目录
特殊类设计和单例模式
1、不可拷贝类
2、只能在堆上创建对象的类
3、只能在栈上创建对象的类
4、不可继承的类
5、单例模式(懒汉模式、饿汉模式) 特殊类设计和单例模式
在C编程中#xff0c;类的设计往往需要满足特定的需求和约束。特殊类设计模式提供了一种方法来…目录
特殊类设计和单例模式
1、不可拷贝类
2、只能在堆上创建对象的类
3、只能在栈上创建对象的类
4、不可继承的类
5、单例模式(懒汉模式、饿汉模式) 特殊类设计和单例模式
在C编程中类的设计往往需要满足特定的需求和约束。特殊类设计模式提供了一种方法来实现这些需求确保类的使用既安全又高效。本文将探讨几种常见的特殊类设计方式包括不可拷贝类、只能在堆上创建对象的类、只能在栈上创建对象的类、不可继承的类以及单例模式。
1、不可拷贝类
在某些情况下我们可能希望一个类的对象不能被拷贝。这可以通过以下两种方式实现
C98方式
在C98中我们可以通过只声明拷贝构造函数和赋值运算符并将它们设置为私有成员来实现。这样即使外部代码尝试拷贝对象编译器也会因为访问权限问题而报错。
// 不可拷贝类
// 将拷贝构造和赋值运算符重载delete即可
class uncopy
{
private:int _a;uncopy(const uncopy uc);uncopy operator(const uncopy uc);
public:uncopy(int a 0):_a(a){}};
C11方式
C11引入了delete关键字可以直接在类声明中删除默认的拷贝构造函数和赋值运算符使得编译器在尝试使用这些函数时直接报错。
// 不可拷贝类
// 将拷贝构造和赋值运算符重载delete即可
class uncopy
{
private:int _a;
public:uncopy(int a 0):_a(a){}uncopy(const uncopy uc) delete;uncopy operator(const uncopy uc) delete;};
2、只能在堆上创建对象的类
有时我们希望类的实例只能在堆上创建这可以通过以下步骤实现
将构造函数声明为私有提供一个公共的静态成员函数用于在堆上分配和初始化对象。
或者
将析构函数声明为私有提供公共的静态成员函数用来调用析构函数销毁对象
// 只能在堆上创建对象的类
// 隐藏构造函数 开放静态获取接口 将拷贝构造函数delete
class Heap_only1
{
private:int _a;Heap_only1(int a 0):_a(a){}Heap_only1(const Heap_only1 ho) delete;
public:static Heap_only1* create_obj(int a){return new Heap_only1(a);}
};// 利用局部对象自动调用析构函数 隐藏析构函数 开放销毁接口 将拷贝构造函数delete
class Heap_only2
{
private:int _a;Heap_only2(const Heap_only2 ho) delete;~Heap_only2(){}
public:Heap_only2(int a 0):_a(a){}static bool delete_Heap_only(Heap_only2* p){if (p){delete p;p nullptr;return true;}return false;}
};3、只能在栈上创建对象的类
与只能在堆上创建对象的类相反有时我们希望类的实例只能在栈上创建。这可以通过禁用operator new和operator delete来实现。
// 只能在栈上创建对象的类
// 将operator new和operator delete封住 提供传值返回接口获取栈上对象
// 但是 由于传值返回保留了拷贝构造函数 所以static拷贝构造无法完全封死
class stack_only
{
private:int _a;void* operator new(size_t size) delete;void operator delete(void* p) delete;stack_only(){}
public:static stack_only create_stack_only(){return stack_only();}
};4、不可继承的类
在某些情况下我们可能希望阻止其他类继承特定的类。这可以通过以下两种方式实现
C98方式
在C98中我们可以通过将构造函数声明为私有来实现这样派生类就无法访问基类的构造函数。
class NonInherit {
private:NonInherit() {}
};
C11方式
C11引入了final关键字可以直接在类声明中使用final来阻止继承。
class NonInherit final {// ...
}; 5、单例模式(懒汉模式、饿汉模式)
单例模式是一种常用的设计模式它确保一个类只有一个实例并提供一个全局访问点。单例模式有两种实现方式饿汉模式和懒汉模式。
饿汉模式
饿汉模式在程序启动时就创建实例简单但可能导致启动延迟。
//单例模式
//饿汉模式
#includeiostream
using namespace std;
class once1
{
private:once1(){}static once1* a;once1(const once1) delete;once1 operator(const once1) delete;public:static once1* getObj(){return a;}
};
once1* once1::a new once1;int main()
{once1* p1 once1::getObj();cout p1 endl;return 0;
}
懒汉模式
懒汉模式在第一次使用时才创建实例启动无负载。
[Warning] 以下为不考虑线程安全的版本
//懒汉模式
class once2
{
private:static once2* ret;once2(){}once2(const once2) delete;once2 operator(const once2) delete;
public:static once2* getObj(){if (ret nullptr){ret new once2;}return ret;}
};
once2* once2::ret nullptr;int main()
{once2* p2 once2::getObj();cout p2 endl;return 0;
}
如果要求在程序退出时销毁单例对象可以在once类中定义内部类在内部类的析构函数中完成资源释放程序结束时自动调用内部类的析构函数。
以懒汉模式为例
//懒汉模式
class once2
{
private:static once2* ret;once2(){}once2(const once2) delete;once2 operator(const once2) delete;class del{public:~del(){once2::delObj();}};static del D;
public:static once2* getObj(){if (ret nullptr){ret new once2;}return ret;}static void delObj(){if (ret){delete ret;ret nullptr;cout delete[] endl;}}
};
once2* once2::ret nullptr;
once2::del once2::D;int main()
{//once1* p1 once1::getObj();//cout p1 endl;once2* p2 once2::getObj();cout p2 endl;return 0;
}
