C++:让一个类只能在堆/栈上创建对象

在C++中，类的对象创建有两种形式，一是静态创建，如A a；另一种是动态创建，如A *p=new A;

静态创建一个类对象，是由编译器为对象在栈空间中分配内存。

动态创建对象，是使用new运算符将对象创建在堆空间中。

动态创建又分为两步：

1. operate new()函数在堆空间找到合适内存并分配

2. 调用构造函数构造对象，初始化内存空间

operate new()

在说创建对象前，先聊一下operate new()的重载。

如果不想使用系统原始的内存分配方式时，可以自定义内存分配方式。

//size_t sz系统会自动计算提供，不需要传参
void * operator new(size_t sz)
{
	cout << "void * operator new(size_t)" << endl;
	void * p = malloc(sz);
	return p;
}

void operator delete(void * p)
{
	free(p);
	cout << "void operator delete(void*)" << endl;
}

只能生成栈对象

new创建的对象会在栈空间，那么把new和delete放在private中，不允许调用即可

#include <string.h>
#include <iostream>
using namespace std;

//一个类只能生成栈对象,不能生成堆对象
// 将operator new/delete放入Private区域

class Student
{
public:
	Student(int id, const char * name)
	: _id(id)
	, _name(new char[strlen(name) + 1]())
	{
		strcpy(_name, name);
		cout << "Student(int, const char *)" << endl;
	}
    
	~Student()
	{
		delete [] _name;
		cout << "~String()" << endl;
	}

private:
	void * operator new(size_t sz);
	void operator delete(void * p);
private:
	int _id;
	char * _name;
};
 
int main(void)
{
	//Student * pstu = new Student(1001, "Mary");//error
	Student student(1002, "Jackie");//ok
	student.print();

	return 0;
}

只能生成堆对象

类对象只能创建在堆上，即不能静态创建对象。

构造函数私有貌似能解决这个问题，想想上面说的new实际上两步，第二步要使用构造函数进行初始化，故并不可行。

这里很巧妙，把该类的析构函数私有化。因为如果静态创建对象，编译器在对象使用完后会自动调用析构函数释放空间，但是析构函数为私有的，导致编译器无法调用析构函数，所以如果析构函数是私有的，编译器不会在栈空间上为类分配内存

#include <string.h>
#include <iostream>
using namespace std;
 
//要求:一个类只能生成堆对象，不能生成栈对象
// 将该类的析构函数放入private区域
class Student
{
public:
	Student(int id, const char * name)
	: _id(id)
	, _name(new char[strlen(name) + 1]())
	{
		strcpy(_name, name);
		cout << "Student(int, const char *)" << endl;
	}

	void destroy() 
	{
		//this->~Student();
		delete this;
	}

private:
	~Student()
	{
		delete [] _name;
		cout << "~String()" << endl;
	}

private:
	int _id;
	char * _name;
};
 
int main(void)
{
	Student * pstu = new Student(1001, "Mary");//正确
	pstu->print();
	pstu->destroy();

	//delete pstu;//错误 在类之外

	//Student student(1886, "Rookie");//error
	//student.print();
 
}

参考资料

• 如何定义一个只能在堆上（栈上）生成对象的类?