如何讓類物件只在棧(堆)上分配空間?

2021-06-21 21:56:56 字數 2519 閱讀 9948

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一般情況下,編寫乙個類,是可以在棧或者堆分配空間。但有些時候,你想編寫乙個只能在棧或者只能在堆上面分配空間的類。這能不能實現呢?仔細想想,其實也是可以滴。

在c++中,類的物件建立分為兩種,一種是靜態建立,如a a;另一種是動態建立,如a* ptr=new a;這兩種方式是有區別的。

1、靜態建立類物件:是由編譯器為物件在棧空間中分配記憶體,是通過直接移動棧頂指標,挪出適當的空間,然後在這片記憶體空間上呼叫建構函式形成乙個棧物件。使用這種方法,直接呼叫類的建構函式。

2、動態建立類物件,是使用new運算子將物件建立在堆空間中。這個過程分為兩步,第一步是執行operator new()函式,在堆空間中搜尋合適的記憶體並進行分配;第二步是呼叫建構函式構造物件,初始化這片記憶體空間。這種方法,間接呼叫類的建構函式。

那麼如何限制類物件只能在堆或者棧上建立呢?下面分別進行討論。

1、只能在堆上分配類物件,就是不能靜態建立類物件,即不能直接呼叫類的建構函式。

容易想到將建構函式設為私有。在建構函式私有之後,無法在類外部呼叫建構函式來構造類物件,只能使用new運算子來建立物件。然而,前面已經說過,new運算子的執行過程分為兩步,c++提供new運算子的過載,其實是只允許過載operator new()函式,而operatornew()函式只用於分配記憶體,無法提供構造功能。因此,這種方法不可以。

當物件建立在棧上面時,是由編譯器分配記憶體空間的,呼叫建構函式來構造棧物件。當物件使用完後,編譯器會呼叫析構函式來釋放棧物件所佔的空間。編譯器管理了物件的整個生命週期。如果編譯器無法呼叫類的析構函式,情況會是怎樣的呢?比如,類的析構函式是私有的,編譯器無法呼叫析構函式來釋放記憶體。所以,

譯器在為類物件分配棧空間時,會先檢查類的析構函式的訪問性,其實不光是析構函式,只要是非靜態的函式,編譯器都會進行檢查。如果類的析構函式是私有的,則編譯器不會在棧空間上為類物件分配記憶體。因此,將析構函式設為私有,類物件就無法建立在棧上了。**如下:

[cpp]view plain

copy

class

a    

void

destory()  

private

:  ~a(){}  

};  

試著使用a a;來建立物件,編譯報錯,提示析構函式無法訪問。這樣就只能使用new操作符來建立物件,建構函式是公有的,可以直接呼叫。類中必須提供乙個destory函式,來進行記憶體空間的釋放。類物件使用完成後,必須呼叫destory函式。

上述方法的缺點:

一、無法解決繼承問題。如果a作為其它類的基類,則析構函式通常要設為virtual,然後在子類重寫,以實現多型。因此析構函式不能設為private。還好c++提供了第三種訪問控制,protected。將析構函式設為protected可以有效解決這個問題,類外無法訪問protected成員,子類則可以訪問。

二、類的使用很不方便,使用new建立物件,卻使用destory函式釋放物件,而不是使用delete。(使用delete會報錯,因為delete物件的指標,會呼叫物件的析構函式,而析構函式類外不可訪問)這種使用方式比較怪異。為了統一,可以將建構函式設為protected,然後提供乙個public的static函式來完成構造,這樣不使用new,而是使用乙個函式來構造,使用乙個函式來析構。**如下,類似於單例模式

[cpp]view plain

copy

class

a    

~a(){}  

public

:  static

a* create()  

void

destory()  

};  

這樣,呼叫create()函式在堆上建立類a物件,呼叫destory()函式釋放記憶體。

2、只能在棧上分配類物件

只有使用new運算子,物件才會建立在堆上,因此,

只要禁用new運算子就可以實現類物件只能建立在棧上。

雖然你不能影響new operator的能力(因為那是c++語言內建的),但是你可以利用乙個事實:new operator 總是先呼叫 operator new,而後者我們是可以自行宣告重寫的。因此,

將operator new()設為私有即可禁止物件被new在堆上。**如下:

[cpp]view plain

copy

class

a       

// 注意函式的第乙個引數和返回值都是固定的

void

operator 

delete

(void

* ptr){} 

// 過載了new就需要過載delete

public

:  a(){}  

~a(){}  

};  

如何限制乙個類物件只在堆上分配或者只在棧上分配?

1.第一種說法 只在棧上 class stackonly 只在堆上 class heaponly heaponly 前者利用了c 的過載機制 訪問控制機制。後者利用了c 的訪問控制機制。前者過載了new運算子,並設為私有,因此,當用 new stackonly 時編譯器就會報錯。後者則將建構函式設為...

只在堆上或是棧上分配物件的方法

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如何只在堆或者棧上分配類物件

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