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1. 请设计一个类，不能被拷贝
拷贝的逻辑只会在两个构造中产生:
- 拷贝构造
- operator= 赋值构造
因此, 我们只需要把这两个构造给 delete 掉即可.
在 cpp98 的时候, 通常是只声明不实现的方式来设计. 到了 cpp11, 是用 delete 的方式来禁用的.
class CopyBan
{
// ...
private:
// 这里之所以private两个构造, 这是因为我们这样写可以防止有机会外部实现一个拷贝构造来进行调用.
CopyBan(const CopyBan&);
CopyBan& operator=(const CopyBan&);
//...
};class CopyBan
{
// cpp11这样写的好处就是不用管public还是private的方式, 因为无论如何该构造函数都无法调用成功.
// ...
CopyBan(const CopyBan&)=delete;
CopyBan& operator=(const CopyBan&)=delete;
//...
};2. 请设计一个类，只能在堆上创建对象
实现方式：
- 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。
- 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;
};实际上除了上面的思路之外, 还可以私有化析构来设计这个只能在堆上创建对象的类.
因为在栈上的析构是自动调用的, 而堆上的析构是程序员手动释放的.
class HeapOnly
{
public:
void Release()
{
delete this;
}
private:
~HeapOnly()
{
cout << "~HeapOnly()" << endl;
}
int _a;
int _b;
};3. 只可以在栈上创建的类
方法一：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;
};4. 设计一个类, 不能被继承
// C++98中构造函数私有化，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()
{}
};cpp11 的方式:
class A final
{
// ....
};5. 设计模式 -- 单例设计模式
设计模式：
设计模式（Design Pattern）是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类的、代码设计经验的总结。为什么会产生设计模式这样的东西呢？就像人类历史发展会产生兵法。最开始部落之间打仗时都是人拼人的对砍。后来春秋战国时期，七国之间经常打仗，就发现打仗也是有套路的，后来孙子就总结出了《孙子兵法》。孙子兵法也是类似。
使用设计模式的目的：为了代码可重用性、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。 设计模式使代码编写真正工程化；设计模式是软件工程的基石脉络，如同大厦的结构一样。
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：
5.1. 饿汉模式
// 饿汉模式
// 优点：简单
// 缺点：
// 1. 可能会导致进程启动慢，
// 2. 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。
5.2. 懒汉模式
如果单例对象构造十分耗时或者占用很多资源，比如加载插件啊， 初始化网络连接啊，读取文件啊等等，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。
// 懒汉
// 优点：第一次使用实例对象时，创建对象。进程启动无负载。多个单例实例启动顺序自由控制。
// 缺点：复杂
#include <iostream>
#include <mutex>
#include <thread>
using namespace std;
class Singleton {
public:
static Singleton* GetInstance()
{
// 注意这里一定要使用Double-Check的方式加锁，才能保证效率和线程安全
if (nullptr == m_pInstance) // 为了效率考量, 双层嵌套判断
{
m_mtx.lock(); // 锁必须加在这个地方, 因为我们要避免线程安全问题.
if (nullptr == m_pInstance) // 为了安全考量, 判断
{
m_pInstance = new Singleton();
}
m_mtx.unlock();
}
return m_pInstance;
}
// 实现一个内嵌垃圾回收类
class CGarbo
{
public:
~CGarbo()
{
if (Singleton::m_pInstance)
delete Singleton::m_pInstance;
}
};
// 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 CGarbo Garbo;
private:
// 构造函数私有
Singleton() {};
// 防拷贝
Singleton(Singleton const&);
Singleton& operator=(Singleton const&);
static Singleton* m_pInstance; // 单例对象指针
static mutex m_mtx; // 互斥锁
};
Singleton* Singleton::m_pInstance = nullptr;
Singleton::CGarbo Garbo;
mutex Singleton::m_mtx;
int main() {
thread t1([] {
cout << &Singleton::GetInstance() << endl;
});
thread t2([] {
cout << &Singleton::GetInstance() << endl;
});
t1.join();
t2.join();
cout << &Singleton::GetInstance() << endl;
cout << &Singleton::GetInstance() << endl;
return 0;
}