如何定义一个只能在堆/栈上生成对象的类?

有没有想过,当我们定义一个对象的时候,该对象是定义在堆上还是栈上的呢?

现在,假设你已经清楚什么是堆,什么是栈。

如果需要在堆上创建对象,要么使用C++的new运算符,要么使用C语言的malloc系列函数。这点没有异议。

那么假如有一个类A,语句如下:

A a;

此时,a是在栈上分配的吗?

其实,这行语句的含义是,使对象a具有“自动存储(automatic storage)”的性质。所谓“自动存储”,意思是这个对象的存储位置取决于其声明所在的上下文。

如果这个语句出现在函数内部,那么它就在栈上创建对象。

如果这个语句不是在函数内部,而是作为一个类的成员变量,则取决于这个类的对象是如何分配的。

一般来说,如果你用new来生成的对象都是放在堆中的,而直接定义的局部变量都是放在栈中的,全局和静态的对象是放在数据段的静态存储区中。

那么,该如何定义一个只能在堆/栈上生成对象的类呢?

只能在堆上

方法:将析构函数设置为私有

原因:C++ 是静态绑定语言,编译器管理栈上对象的生命周期,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。若析构函数不可访问,则不能在栈上创建对象。

如下所示:

#include <iostream>
using namespace std;

class A{
  public:
    A(){};
  private:
    ~A(){};//将析构函数设为私有
};

int main(){
    A a;//无法通过编译,提示A类的析构函数是私有的
    A *aa = new A();//通过编译,在堆上生成对象
}

 

只能在栈上

方法:将 new 和 delete 重载为私有

原因:在堆上生成对象,使用 new 关键词操作,其过程分为两阶段:第一阶段,使用 new 在堆上寻找可用内存,分配给对象;第二阶段,调用构造函数生成对象。将 new 操作设置为私有,那么第一阶段就无法完成,就不能够在堆上生成对象。

#include <iostream>
using namespace std;

class A{
  public:
    A(){};
    ~A(){};
   private:
    void * operator  new ( size_t  t){}//重载new运算符为私有类型
    void operator delete ( void * ptr){}//重载delete运算符为私有类型
};

int main(){
    A a;//通过编译,在栈上建立了对象
    A *aa = new A();//无法通过编译,提示new运算符是A的私有成员
}

 

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