本文主要是介绍【小梦C嘎嘎——启航篇】C++特殊类设计,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
【小梦C嘎嘎——启航篇】C++特殊类设计😎
- 前言🙌
- 1.请设计一个类,该类不能被继承
- 2.请设计一个类,只能在堆上创建对象
- 3.请设计一个类,只能在栈上创建对象
- 4.请设计一个类,该类不能发生拷贝
- 5.请设计一个类,该类只能创建一个对象
- 什么是单例模式
- 饿汉模式
- 懒汉模式的实现
- 总结撒花💞
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前言🙌
哈喽各位友友们😊,我今天又学到了很多有趣的知识,现在迫不及待的想和大家分享一下!😘都是精华内容,可不要错过哟!!!😍😍😍
1.请设计一个类,该类不能被继承
实现思想:
- 将构造函数和拷贝构造函数私有化
- 用C++11关键字final修饰类,表示这个类不能被继承
class B {
private:B() {};B(const B& b) = delete;
};class B final{
};class C :public B{
public:C(){}
};int main()
{C c1;
}
2.请设计一个类,只能在堆上创建对象
实现思路:
方案一:构造函数私有化,防拷贝。通过公共接口创建堆上的对象
class HeapOnly
{
public:static HeapOnly* CreateObj(){return new HeapOnly;}HeapOnly(const HeapOnly& hp) = delete;
private:HeapOnly(){cout << "HeapOnly()" << endl;}
};
方案二:析构函数私有化:由于h1对象释放时,会自动调用析构,但是析构已经被私有化了,因此会编译错误。
class HeapOnly
{
public:void Destroy(){delete this;}
private:~HeapOnly(){cout << "~HeapOnly()" << endl;}
};
int main()
{//HeapOnly h1;HeapOnly *h1 = new HeapOnly();h1->Destroy();return 0;
}
3.请设计一个类,只能在栈上创建对象
实现思路:将构造函数私有化,把operator new禁掉。一个类可以设置专属的,就不会去调用全局的operator new。
class StackOnly
{
public:static StackOnly CreateObj(){StackOnly obj1;return obj1;}//将new禁掉void* operator new(size_t size) = delete;private:// 构造函数私有化StackOnly(){cout << "HeapOnly()" << endl;}
};int main()
{StackOnly s1 = StackOnly::CreateObj();return 0;
}
4.请设计一个类,该类不能发生拷贝
实现思路:防拷贝,防赋值
//c++ 98实现
class A {private:A(const A& a1);A& operator=(const A& a1);
};
//c++11 实现
class A {A(const A& a1) = delete;A& operator=(const A& a1) = delete;
};
5.请设计一个类,该类只能创建一个对象
这里的设计模式有23种,这里只实现单例模式
单例模式又分为两种实现模式:饿汉模式和懒汉模式。这里实现没有加入线程的知识,因为博主还没有学到线程的知识,所以暂时先简单的设计。后面学习了线程后,在考虑线程安全问题,对这部分的实现进行一个完善。
什么是单例模式
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。如何是设计只有一个内存池的场景时,可以使用单例模式进行一个设计。
饿汉模式
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**。也就是说在main函数启动时,提前创建好实例对象**
- 优点:实现简单
- 缺点:1、可能会导致进程启动慢、2、如果两个单例有启动先后顺序,那么饿汉无法控制
实现思路:
首先还是先把构造函数私有化、拷贝构造函数私有化,最好把赋值重载函数也一样私有化或者禁掉。
要想只生成一个共有的对象,并且该对象是在mian函数启动前创建好,可以在类内定义一个static singletion m_instance 成员变量。它是属于整个类的,而不是每一个对象的。确保只有这一个对象。
有的小伙伴可能会想到定义成全局的对象,但是会存在一些缺点:
- 构造函数私有,创建不出来全局对象
- 全局对象容易被人修改
- 如果在一个.h文件中定义全局变量,有多个.cpp文件包含了这个头文件,链接时会出现重定义问题。
class singletion {
public://被访问的公共节点static singletion* GetInstance(){return &m_instance;}int& get_a(){return _a;}void Print(){cout << _a << endl;}
private:singletion() = delete;singletion& operator=(const singletion& s) = delete;singletion(const singletion& s) = delete;static singletion m_instance;int _a = 0;
};
//初始化
singletion singletion:: m_instance
懒汉模式的实现
懒汉模式:第一次使用实例对象时,创建对象(现吃现做)
缺点:实现复杂
优点:第一次使用实例对象时,创建对象。进程启动无负载。多个单例实例启动顺序自由控制。
实现思路:
1.构造函数私有化,防拷贝,防赋值
2.设计一个静态的对象指针成员变量,保证这个指针是这个类的,确保它是单例的。后面通过公共接口调用该指针申请对象。实现只有第一次调用时动态申请对象实例。
3.这里实现了手动释放对象的空间资源和main函数结束后,自动释放两种回收资源的方式。实现自动回收,则在B类中定义一个内部类,通过gc对象结束生命周期,自动调用它的析构,然后在调用B类的析构函数,从而完成资源的释放。
class B
{
public:static B* GetInstance(){if (_inst == nullptr){_inst = new B;}return _inst;}//手动释放---直接外面调用该接口static void DelInstance(){if (_inst){delete _inst;_inst = nullptr;}}private:B(){}~B(){// 持久化:要求把数据写到文件cout << "数据写到文件" << endl;}B(const B& aa) = delete;B& operator=(const B& aa) = delete;int _n = 0;static B* _inst;class gc{public://通过内部类的析构函数调用B类的析构接口~gc(){DelInstance();}};static gc _gc;
};B* B::_inst = nullptr;
//全局只有一个gc对象,刚好对应释放一次B对象的资源空间,
//当main函数结束,gc也会结束,从而自动回收单例对象的资源
B::gc B::_gc;
一般来说,new的懒汉对象不需要提前释放,进程正常结束会释放资源。这里是操作系统层次上的操作,不会调用析构函数。如果对于有些场景,析构函数内部需要完成将数据拷贝回硬盘再析构的话,这里就会出现问题。因此,可以设计出一个内部类,通过内部类对象结束访问到其析构函数,从而完成拷贝并回收资源的工作。
总结撒花💞
本篇文章旨在分享的是C++特殊类设计知识。希望大家通过阅读此文有所收获!
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