C++如何实现类对象只能动态分配或只能静态分配

悠悠 2022-06-12 00:36 165阅读 0赞

**C++如何实现类对象只能动态分配或只能静态分配**

C++中建立类的对象有两种方式：

**（1）静态建立**，例如 A a;

静态建立一个类对象，就是由编译器为对象在栈空间中分配内存。使用这种方法，是直接调用类的构造函数。

**（2）动态建立**，例如 A\* p = new A();

动态建立一个类对象，就是使用new运算符为对象在堆空间中分配内存。这个过程分为两步：第一步执行operator new( )函数，在堆空间中搜索一块内存并进行分配；第二步调用类的构造函数构造对象。这种方法是间接调用类的构造函数。

如何实现只能动态分配或者只能静态分配呢？

**1、只能动态分配**

类对象只能通过new运算符建立在堆空间中，不能静态分配，即不能直接调用类的构造函数。

怎样才能实现类的构造函数不能被直接调用呢？首先想到的就是将类的构造函数设为private，这样就无法在类外部调用构造函数来构造对象了，只能使用new运算符。但是，这种做法行不通。为什么？？？因为前边已经说过，new运算符过程分为两步，C++提供new运算符的重载，其实只允许重载operator new( )函数，而operator（）函数用于内存分配，无法提供构造函数功能。因此，将构造函数设为private不可行。

从另外一个角度分析，对象静态分配时，是由编译器负责分配内存空间的，调用构造函数在栈空间中构造对象。当对象使用完毕，编译器又会调用析构函数来释放栈空间中的类对象。如果编译器无法调用类的析构函数，会怎样呢？其实，编译器在为类对象分配栈空间时，会先检查类的析构函数的访问性（其实不光是析构函数，只要是非静态的函数，编译器都会进行检查）。如果类的析构函数在类外部无法访问，则编译器拒绝在栈空间上为类对象分配内存。

因此，可以将析构函数设为private，这样就无法在栈上建立类对象了。实现如下：

class A
    {
    public:
         A(){}
         void destory(){delete this;}
    private:
         ~A(){}
    };

这样在使用A a; 来建立对象时会编译错误，提示析构函数无法访问。这样就只能用new运算符来建立对象了，并且构造函数可以调用，因为是public。但是必须提供一个destory函数来实现内存空间的释放。

上面的方法虽然能实现只能动态建立对象，但是有一个缺点：无法实现继承。因为如果A作为基类的话，则析构函数通常要设为virtual，然后在子类中被重写，以实现多态。因此析构函数不能设为private。为了解决这个问题该怎么办呢？别忘了，C++还提供了第三种访问控制，就是protected。将析构函数设为protected，类外无法访问protected成员，但是子类可以访问。完美解决问题。实现如下：

class A
    {
    protected:
         A(){}
         ~A(){}
    public:
         static A* create(){return new A();}
         void destory(){delete this;}
    };

增加create函数是为了让代码看起来更统一，调用create函数在堆上创建类A对象，调用destory函数来释放内存。

**2、只能静态分配**

只有使用new运算符，对象才会被建立在堆上。因此只要限制new运算符就可以实现类对象只能建立在栈上。可以将new运算符设为私有，实现如下：

class A
    {
    private:
         void* operator new(size_t t){}          //注意函数的第一个参数和返回值都是固定的
         void operator delete(void* ptr){}       //重载了new就需要重载delete
    public:
         A(){}
         ~A(){}
    };

参考：http://blog.csdn.net/szchtx/article/details/12000867