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1.设计一个类不能被继承
2.设计一个类只能在堆上创建对象。
3.设计一个类只能在栈上创建对象
4.单例模式
之所以把这4道题放在一起,是因为他们有着相似之处。
在C++中,类的对象建立分为两种,一种是静态建立,如A a;
另一种是动态建立,如A* ptr=new A;这两种方式是有区别的。静态建立一个类对象,是由编译器为对象在栈空间中分配内存,是通过直接移动栈顶指针,挪出适当的空间,然后在这片内存空间上调用构造函数形成一个栈对象。使用这种方法,直接调用类的构造函数。
动态建立类对象,是使用new运算符将对象建立在堆空间中。这个过程分为两步,第一步是执行operator new()函数,在堆空间中搜索合适的内存并进行分配;第二步是调用构造函数构造对象,初始化这片内存空间。这种方法,间接调用类的构造函数。
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,其实不光是析构函数,只要是非静态的函数,编译器都会进行检查。如果类的析构函数是私有的,则编译器不会在栈空间上为类对象分配内存。
class A
{
public:static A* Create(){return new A();}//void Destroy()//{// delete this;//}static void Destroy(A* p){delete p;}protected: ~A() {}A() {}
};int main()
{A* pa = A::Create();pa->Destroy();//或者//A::Destroy(pa);return 0;
}
注意:
如果设计不能继承的类只需要将上面的构造和析构函数私有即可
只有使用new运算符,对象才会建立在堆上,因此,只要禁用new运算符就可以实现类对象只能建立在栈上。将operator new()设为私有即可。代码如下:
class B
{
public:B() {}~B() {}
private:void* operator new(size_t sz){}void operator delete(void* p) {}
};
写一个线程安全的单例模式
一般来说,有懒汉和饿汉两种模式:
相对来说,饿汉比较简单,因为在饿汉模式下,在单例类定义的时候就已经定义了一个对象,对类进行了初始化。后面不管哪个线程调用成员函数getInstance(),都只不过是返回一个对象的指针而已。所以是线程安全的,不需要在成员函getInstance中加锁。
显然,饿汉的好处就是避免进行线程同步,因为当访问量比较大,或者可能访问的线程比较多时,采用饿汉实现,可以实现更好的性能。而坏处则是未使用就创建了,有点浪费空间,当然这是以空间换时间
//饿汉模式
class Single1
{
public:static Single1* getInstance(){return p;}private:Single1(){}
private:static Single1* p;
};Single1* Single1::p = new Single1;
而懒汉:故名思义,不到万不得已就不会去实例化类,也就是说在第一次用到类实例的时候才会去实例化。因此除了只能创建一个对象也需要考虑多线程同步的问题
class Single
{
public:static Single* getInstance(){if (p == NULL) //避免多次进入,因为线程同步很耗时{pthread_mutex_lock(&mutex);if (p == NULL)return new Single;pthread_mutex_unlock(&mutex);}return p;}
private:Single() {}static Single* p;static pthread_mutex_t mutex;
};Single* Single::p = NULL;
pthread_mutex_t Single::mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
下面是内部静态变量的懒汉实现
class Single
{
public:static Single* getInstance(){pthread_mutex_lock(&mutex);static Single obj; pthread_mutex_unlock(&mutex);return &obj;}
private:Single() {}static pthread_mutex_t mutex;
};pthread_mutex_t Single::mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;