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C++:特殊类

时间:2024-06-15 13:57:44浏览次数:19  
标签:Singleton 特殊 const C++ 单例 拷贝 delete

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不能拷贝的类

拷贝只会发生在两个场景中: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。

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。

class CopyBan
{
    // ...
    CopyBan(const CopyBan&)=delete;
    CopyBan& operator=(const CopyBan&)=delete;
    //...
};

只能在堆上创建对象的类

实现方式:

  1. 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。(将类的析构函数和拷贝构造声明成私有也可以)
  2. 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。
class HeapOnly    
{     
public:     
    static HeapOnly* CreateObject()  
    {      
        return new HeapOnly;    
    }
    
private:    
    HeapOnly() {}
    // C++98
    // 1.只声明,不实现。因为实现可能会很麻烦,而你本身不需要
    // 2.声明成私有
    HeapOnly(const HeapOnly&);
    // or
        
    // C++11    
    // HeapOnly(const HeapOnly&) = delete;
}

只能在栈上创建对象的类

同上将构造函数私有化,然后设计静态方法创建对象返回即可。

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
    // StackOnly obj = StackOnly::CreateObj();
    // StackOnly* ptr3 = new StackOnly(obj);
    void* operator new(size_t size) = delete;
    void operator delete(void* p) = delete;
private:
    StackOnly()  
        :_a(0)
        {}
    
private:
    int _a;
};

不能被继承的类

C++98

// C++98中构造函数或析构函数私有化,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。

class A  final
{
    // ....
};

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:饿汉模式和懒汉模式。

饿汉模式

不管以后用不用,程序启动时(main函数之前)就创建一个唯一的实例对象。

// 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(){};
    
    // C++98 防拷贝
    Singleton(Singleton const&); 
    Singleton& operator=(Singleton const&); 
    
    // or
    // C++11
    // 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。

饿汉模式

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,初始化网络连接,读取文件等等,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。

class Singleton
{
public:
	// 2、提供获取单例对象的接口函数
	static Singleton& GetInstance()
	{
		if (_psinst == nullptr)
		{
			// 第一次调用GetInstance的时候创建单例对象
			_psinst = new Singleton;
		}

		return *_psinst;
	}

	// 一般单例不用释放。
	// 特殊场景:1、中途需要显示释放  2、程序结束时,需要做一些特殊动作(如持久化)
	static void DelInstance()
	{
		if (_psinst)
		{
			delete _psinst;
			_psinst = nullptr;
		}
	}

	void Add(const pair<string, string>& kv)
	{
		_dict[kv.first] = kv.second;
	}

	void Print()
	{
		for (auto& e : _dict)
		{
			cout << e.first << ":" << e.second << endl;
		}
		cout << endl;
	}

	class GC
	{
	public:
		~GC()
		{
			lazy::Singleton::DelInstance();
		}
	};

private:
	// 1、构造函数私有
	Singleton()
	{
		// ...
	}

	~Singleton()
	{
		cout << "~Singleton()" << endl;

		// map数据写到文件中
		FILE* fin = fopen("map.txt", "w");
		for (auto& e : _dict)
		{
			fputs(e.first.c_str(), fin);
			fputs(":", fin);
			fputs(e.second.c_str(), fin);
			fputs("\n", fin);
		}
	}

	// 3、防拷贝
	Singleton(const Singleton& s) = delete;
	Singleton& operator=(const Singleton& s) = delete;

	map<string, string> _dict;
	// ...

	static Singleton* _psinst;
	static GC _gc;
};

Singleton* Singleton::_psinst = nullptr;
Singleton::GC Singleton::_gc;

标签:Singleton,特殊,const,C++,单例,拷贝,delete
From: https://blog.csdn.net/z3256707200/article/details/139665182

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