C++-特殊类和单例模式

1.请设计一个类，不能被拷贝

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。

//该类不能发生拷贝class NonCopy{public:NonCopy(const NonCopy& Nc) = delete;NonCopy& operator=(const NonCopy& Nc) = delete;};

 2.请设计一个类，只能在堆上创建对象

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。然后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。

2.将类的析构函数私有，然后提供一个公有的Delete函数提供释放资源的功能。

//只能在堆上创建对象class OnlyHeap{public:OnlyHeap():_a(0){}void Delete(){delete this;}private:~OnlyHeap(){}private:int _a;};

 3. 请设计一个类，只能在栈上创建对象

思路：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。

//只能在栈上创建对象class OnlyStack{public:static OnlyStack GetInstance(){OnlyStack st;return st;}void* operator new(size_t n) = delete;private:OnlyStack():_a(0){}private:int _a;};

4. 请设计一个类，不能被继承

//该类不能被继承class NonInheritable final{};

 final关键字，final修饰类，表示该类不能被继承。

5.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。

单例模式有两种实现模式：

• 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。

// 饿汉模式 -- 一开始(main函数之前)就创建出对象
// 优点：简单、没有线程安全问题 
// 缺点：
// 1、一个程序中，多个单例，并且有先后创建初始化顺序要求时，饿汉无法控制。
// 比如程序两个单例类A 和 B，假设要求A先创建初始化，B再创建初始化。
// 2、饿汉单例类，初始化时任务多，会影响程序启动速度。class MemoryPool{public:static MemoryPool* GetInstance(){return _a;}private:MemoryPool(){}mutex mtx;static MemoryPool* _a;};MemoryPool* MemoryPool::_a = new MemoryPool;

• 懒汉模式

如果单例对象构造十分耗时或者占用很多资源，这种情况使用懒汉模式（延迟加载）更好。 

/ 懒汉模式：第一次使用对象再创建实例对象
// 优点：
// 1、控制顺序。
// 2、不影响启动速度。// 缺点：
// 1、相对复杂。（线程安全问题）
// 2、线程安全问题要处理好class Singleton{public:static Singleton* GetInstance(){if (_a == nullptr)//提高效率{_mtx.lock();if (_a == nullptr)//保护多线程{_a = new Singleton;}_mtx.unlock();}return _a;}static void Delete(){_mtx.lock();if (_a){delete _a;_a = nullptr;}_mtx.unlock();}class GC{public:~GC(){Delete();}};// 定义一个静态成员变量，程序结束时，系统会自动调用它的析构函数从而释放单例对象static GC _gc;private:Singleton(){}private:static mutex _mtx;static Singleton* _a;};Singleton* Singleton::_a = nullptr;mutex Singleton::_mtx;Singleton::GC Singleton::_gc;
}