【C++复习】C++特殊类总结

文章目录

• 不能被拷贝
• 只在堆上创建
• 只能在栈上创建
• 不能被继承
• [饿汉单例 程序启动前就创建好](#饿汉单例 程序启动前就创建好)
• [懒汉单例 需要的时候即调用GetInstance时再创建单例](#懒汉单例 需要的时候即调用GetInstance时再创建单例)

不能被拷贝

class CopyBan
{
    public:
    CopyBan()
    {}

    private:
    // C++98
    CopyBan(const CopyBan&);
    CopyBan& operator=(const CopyBan&);
	
    // C++11
    CopyBan(const CopyBan&) = delete;
    CopyBan& operator=(const CopyBan&) = delete;
};

1. 私有：类外无法调用 类外无法定义
2. 无定义：类内即使调用也无实现

只在堆上创建

析构函数私有化 + 提供销毁接口

class HeapOnly
{
    public:
    // 提供接口销毁堆上对象
    void Destroy()
    {
        delete this;
    }

    private:
    // 析构函数私有 导致无法在栈上创建对象
    ~HeapOnly()
    {
        cout << "~HeapOnly()" << endl;
    }
};
int main()
{
    HeapOnly* hp = new HeapOnly;
    hp->Destroy();

    return 0;
}

构造函数私有 + 提供静态成员函数

class HeapOnly
{
    public:
    static HeapOnly* CreateObj()
    {
        return new HeapOnly;
    }

    private:
    HeapOnly()
    {}

    HeapOnly(const HeapOnly&) = delete;
    HeapOnly& operator=(const HeapOnly&) = delete;
};
int main()
{
    HeapOnly* hp = HeapOnly::CreateObj();
    return 0;
}

只能在栈上创建

class StackOnly
{
    public:
    static StackOnly CreateObj()
    {
        StackOnly obj;
        return obj;
    }
    private:
    StackOnly()
    {}
};
int main()
{
    StackOnly st1 = StackOnly::CreateObj();
    StackOnly* st2 = new StackOnly(st1);// error 这里仍然可以调用

    return 0;
}

不能通过禁用拷贝构造，CreateObj()返回栈上的对象是传值返回，需要拷贝构造函数。

在类里面写一个 operator new 并禁掉。使用 new时，默认调的是全局的 new，但是如果我们在类中写一个 operator new，那么当我们 new 一个该类的对象时，会优先调用我们自己写的 operator new，所以我们只需要把自己写的 operator new 禁掉即可。

new = operator new() + 构造函数

class StackOnly
{
public:
    static StackOnly CreateObj()
    {
        StackOnly obj;
        return obj;
    }

    // 实现类专属的 operator new
    void* operator new(size_t size) = delete;
private:
    StackOnly()
    {}
};

不能被继承

// C++98
class NonInherit
{
    public:
    static NonInherit GetInstance()
    {
        return NonInherit();
    }
    private:
    NonInherit()
    {}
};

// C++11
class NonInherit final
{
    public:
    NonInherit()
    {}
    private:
    // ...
};

饿汉单例 程序启动前就创建好

程序启动前_inst静态对象就初始化完毕 之后使用该单例时调用GetInstancePtr()即可

class Singleton
{
    public:
    
    //static Singleton& GetInstance()
    //{
    //    return inst;
    //}
    
    static Singleton* GetInstancePtr()
    {
        return &_inst;
    }

    private:
    static Singleton _inst;  // 声明

    Singleton(){}
    Singleton(const Singleton&) = delete;
    Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;
};

// 定义
Singleton Singleton::_inst;

指针版本

class Singleton
{
public:
	static Singleton* GetPtrAtOnly()
	{
		return _ponly;
	}

private:
    static Singleton* _ponly;
    
	Singleton() {}
	Singleton(const Singleton&) = delete;
	Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;
};
Singleton* Singleton::_ponly = new Singleton;

int main()
{
	Singleton* instPtr = Singleton::GetPtrAtOnly();
	return 0;
}

懒汉单例 需要的时候即调用GetInstance时再创建单例

class Singleton
{
public:
	static Singleton* GetInstance()
	{
		// error 线程不安全
		//if (_inst == nullptr)
		//{
		//	_inst = new Singleton;
		//}

		 ok but 效率低
		//_ptrmtx.lock();
		//if (_inst == nullptr)
		//{
		//	_inst = new Singleton;
		//}
		//_ptrmtx.unlock();

		 error 相当于没加锁
		//if (_inst == nullptr)
		//{
		//	_ptrmtx.lock();
		//	_inst = new Singleton;
		//	_ptrmtx.unlock();
		//}

		// ok
		if (_inst == nullptr)
		{
			_ptrmtx.lock();
			if (_inst == nullptr)
			{
				_inst = new Singleton;
			}
			_ptrmtx.unlock();
		}

		return _inst;
	}
private:
	static Singleton* _inst;
	static mutex _ptrmtx;

	Singleton(){}
	Singleton(const Singleton&) = delete;
	Singleton& operator=(const Singleton&) = delete;
};
mutex Singleton::_ptrmtx;
Singleton* Singleton::_inst = nullptr;

C++11后支持这样写且线程安全

// 懒汉
class Singleton
{
public:
    static Singleton& GetInstance() 
    {
        static Singleton instance; 
        return instance;
    }

private:
	Singleton() {}
    ~Singleton() {}
	Singleton(const Singleton& s) = delete;
	Singleton& operator=(const Singleton& s) = delete;
};

class Singleton2
{
public:
	static Singleton2* GetPtrAtOnly()
	{
		static Singleton2 one;
		return &one;
	}

private:
	Singleton2() {}
	~Singleton2() {}
	Singleton2(const Singleton2& s) = delete;
	Singleton2& operator=(const Singleton2& s) = delete;
};

int main() 
{
    Singleton& singletonInstance = Singleton::GetInstance();

	Singleton2* instPtr = Singleton2::GetPtrAtOnly();

    return 0;
}