【C++】13.特殊类的设计

一、请设计一个类，不能被拷贝

拷贝只会放生在两个场景中：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。
cpp 复制代码
```
class CopyBan
{
private:
    CopyBan(const CopyBan&);
    CopyBan& operator=(const CopyBan&);
};
```
原因：
1. 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，就可以不能禁止拷贝了
2. 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。
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 。
cpp 复制代码
```
class CopyBan
{
private:
   CopyBan(const CopyBan&)=delete;
   CopyBan& operator=(const CopyBan&)=delete;
};
```

二、请设计一个类，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

cpp 复制代码

class HeapOnly    
{     
public:     
    static HeapOnly* CreateObject()  
   	{      
        return new HeapOnly;    
  	}
private:    
    HeapOnly() {}    
    HeapOnly(const HeapOnly&) = delete;
};

三、请设计一个类，只能在栈上创建对象

cpp 复制代码

class StackOnly
{
public:
	static StackOnly CreateObj()
	{
		return StackOnly();
	}
	   
	// 禁掉operator new可以把下面用new 调用拷贝构造申请对象给禁掉
	void* operator new(size_t size) = delete;
	void operator delete(void* p) = delete;
	private:
	StackOnly()  
	:_a(0)
	{}
private:
	int _a;
};

四、请设计一个类，不能被继承

C++98

cpp 复制代码

// C++98中构造函数私有化，派生类中调不到基类的构造函数。则无法继承
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。
cpp 复制代码
```
class A  final
{};
```

五、请设计一个类，只能创建一个对象(单例模式)

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：

饿汉模式
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。

cpp 复制代码

// 饿汉模式
// 优点：简单
// 缺点：可能会导致进程启动慢，且如果有多个单例类对象实例启动顺序不确定。
class Singleton
{
public:
   static Singleton& GetInstance()
   {
        return m_instance;
   }
private:
	// 构造函数私有
	Singleton(){};
	Singleton(Singleton const&) = delete; 
	Singleton& operator=(Singleton const&) = delete; 

	static Singleton m_instance;
};
Singleton Singleton::m_instance;  // 在程序入口之前就完成单例对象的初始化

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。

懒汉模式
如果单例对象构造十分耗时或者占用很多资源，比如加载插件啊，初始化网络连接啊，读取文件啊等等，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。
cpp 复制代码
```
class Singleton
{
public:
	static Singleton& GetInstance()
	{
		static Singleton m_instance;
		return m_instance;
	}
private:
	// 构造函数私有
	Singleton() {};
	Singleton(Singleton const&) = delete;
	Singleton& operator=(Singleton const&) = delete;
};
```