如何讓類對象隻在棧（堆）上配置設定空間？

轉自：http://blog.csdn.net/hxz_qlh/article/details/13135433

一般情況下，編寫一個類，是可以在棧或者堆配置設定空間。但有些時候，你想編寫一個隻能在棧或者隻能在堆上面配置設定空間的類。這能不能實作呢？仔細想想，其實也是可以滴。

在c++中，類的對象建立分為兩種，一種是靜态建立，如a a；另一種是動态建立，如a* ptr=new a；這兩種方式是有差別的。

1、靜态建立類對象：是由編譯器為對象在棧空間中配置設定記憶體，是通過直接移動棧頂指針，挪出适當的空間，然後在這片記憶體空間上調用構造函數形成一個棧對象。使用這種方法，直接調用類的構造函數。

2、動态建立類對象，是使用new運算符将對象建立在堆空間中。這個過程分為兩步，第一步是執行operator new()函數，在堆空間中搜尋合适的記憶體并進行配置設定；第二步是調用構造函數構造對象，初始化這片記憶體空間。這種方法，間接調用類的構造函數。

那麼如何限制類對象隻能在堆或者棧上建立呢？下面分别進行讨論。

1、隻能在堆上配置設定類對象，就是不能靜态建立類對象，即不能直接調用類的構造函數。

容易想到将構造函數設為私有。在構造函數私有之後，無法在類外部調用構造函數來構造類對象，隻能使用new運算符來建立對象。然而，前面已經說過，new運算符的執行過程分為兩步，c++提供new運算符的重載，其實是隻允許重載operator new()函數，而operatornew()函數隻用于配置設定記憶體，無法提供構造功能。是以，這種方法不可以。

當對象建立在棧上面時，是由編譯器配置設定記憶體空間的，調用構造函數來構造棧對象。當對象使用完後，編譯器會調用析構函數來釋放棧對象所占的空間。編譯器管理了對象的整個生命周期。如果編譯器無法調用類的析構函數，情況會是怎樣的呢？比如，類的析構函數是私有的，編譯器無法調用析構函數來釋放記憶體。是以，編譯器在為類對象配置設定棧空間時，會先檢查類的析構函數的通路性，其實不光是析構函數，隻要是非靜态的函數，編譯器都會進行檢查。如果類的析構函數是私有的，則編譯器不會在棧空間上為類對象配置設定記憶體。是以，将析構函數設為私有，類對象就無法建立在棧上了。代碼如下：

[cpp] view

plaincopy

class a  

{  

public:  

    a(){}  

    void destory(){delete this;}  

private:  

    ~a(){}  

};  

試着使用a a;來建立對象，編譯報錯，提示析構函數無法通路。這樣就隻能使用new操作符來建立對象，構造函數是公有的，可以直接調用。類中必須提供一個destory函數，來進行記憶體空間的釋放。類對象使用完成後，必須調用destory函數。

上述方法的缺點：

 一、無法解決繼承問題。如果a作為其它類的基類，則析構函數通常要設為virtual，然後在子類重寫，以實作多态。是以析構函數不能設為private。還好c++提供了第三種通路控制，protected。将析構函數設為protected可以有效解決這個問題，類外無法通路protected成員，子類則可以通路。

 二、類的使用很不友善，使用new建立對象，卻使用destory函數釋放對象，而不是使用delete。（使用delete會報錯，因為delete對象的指針，會調用對象的析構函數，而析構函數類外不可通路）這種使用方式比較怪異。為了統一，可以将構造函數設為protected，然後提供一個public的static函數來完成構造，這樣不使用new，而是使用一個函數來構造，使用一個函數來析構。代碼如下，類似于單例模式：

protected:  

    static a* create()  

    {  

        return new a();  

    }  

    void destory()  

        delete this;  

這樣，調用create()函數在堆上建立類a對象，調用destory()函數釋放記憶體。

2、隻能在棧上配置設定類對象

隻有使用new運算符，對象才會建立在堆上，是以，隻要禁用new運算符就可以實作類對象隻能建立在棧上。雖然你不能影響new operator的能力（因為那是c++語言内建的），但是你可以利用一個事實：new

operator 總是先調用 operator new,而後者我們是可以自行聲明重寫的。是以，将operator new()設為私有即可禁止對象被new在堆上。代碼如下：

    void* operator new(size_t t){}     // 注意函數的第一個參數和傳回值都是固定的  

    void operator delete(void* ptr){} // 重載了new就需要重載delete  

};