特殊类的设计

1.不能被拷贝的类

在我们上一章的unique中就是让我们的对象不能被拷贝。
我们这里可以将赋值和拷贝构造都设置为私有属性。

class CopyBan
{
// ...
private:Copy(const Copy&);Copy& operator=(const Copy&);
//...
};

2.只能在堆上创建对象的类

#include <iostream>
class HeapOnly
{//将析构函数私有
private:~HeapOnly(){}
private:int _a;
};
int main() {HeapOnly hp1;static HeapOnly hp2;HeapOnly* ptr =new HeapOnly;return 0;
}

正常定义的对象我们都需要调用析构函数，如果我们把析构函数设置成私有，那么我们的上面代码中的hp1,hp2都会报错，而我们的ptr因为没有调用析构函数，所以可以正常编译通过。
那么我们就需要手动释放ptr，也就是写成下面的写法

#include <iostream>
using namespace std;
class HeapOnly
{
public:static void Delete(HeapOnly* p){delete p;}//将析构函数私有
private:~HeapOnly(){cout<<"heapOnly"<<endl;}
private:int _a;
};
int main() {
//    HeapOnly hp1;
//    static HeapOnly hp2;HeapOnly* ptr =new HeapOnly;ptr->Delete(ptr);return 0;
}

或者将构造函数私有化，采用下面的写法

#include <iostream>
using namespace std;
class HeapOnly
{
public://提供一个共有的，获取对象的方式，对象控制是new出来的static HeapOnly* CreateObject(){return new HeapOnly;}
private:HeapOnly():_a(0){}
private:int _a;
};
int main() {
//    HeapOnly hp1;
//    static HeapOnly hp2;HeapOnly* hp3 =HeapOnly::CreateObject();delete hp3;return 0;
}

但是我们还需要防止别人采用拷贝构造的方式在栈上开辟空间，这里我们还需要将拷贝构造和赋值设置成私有的。

#include <iostream>
using namespace std;
class HeapOnly
{
public://提供一个共有的，获取对象的方式，对象控制是new出来的static HeapOnly* CreateObject(){return new HeapOnly;}
private:HeapOnly(const HeapOnly& hp)=delete;HeapOnly& operator=(const HeapOnly& hp)=delete;HeapOnly():_a(0){}
private:int _a;
};
int main() {
//    HeapOnly hp1;
//    static HeapOnly hp2;HeapOnly* hp3 =HeapOnly::CreateObject();//拷贝构造的空间在栈上HeapOnly copy(*hp3);delete hp3;return 0;
}

3.只能在栈上创建的类

#include <iostream>
using namespace std;
class StackOnly
{
public:static StackOnly CreateObj(){StackOnly st;return st;}
//    StackOnly(const StackOnly& hp)=delete;
//    StackOnly& operator=(const StackOnly& hp)=delete;void* operator new(size_t n)=delete;
private:StackOnly():_a(0){}
private:int _a;
};
int main() {
//    StackOnly hp1;
//    static StackOnly hp2;StackOnly hp3 =StackOnly::CreateObj();//拷贝构造//因为我们这里一定要传值返回，然后如果把传值返回给禁用了，我们这里上面的//正产的hp3也没有办法创建了。//所以这里的copy(hp3)没有办法禁用StackOnly copy2(hp3); //不好处理，小缺陷
//    StackOnly * copy3=new StackOnly(hp3);return 0;
}

单例模式

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。

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。

JAVA版本的单例模式

1.饿汉模式

饿汉模式–一开始（main函数之前）就创建出对象
可以使用下面这种生成一个静态的对象

//饿汉模式
class MemoryPool
{
public:private://构造函数私有化MemoryPool(){}char* _ptr= nullptr;//创建一个静态的自己的对象//因为静态的对象是存在静态区的，是属于所有类的static MemoryPool _inst;//声明
};
//定义，在类外进行构造
MemoryPool MemoryPool::_inst;int main()
{
//    MemoryPool pool1;//MemoryPool pool2;
}

或者像下面这样采用指针的形式

#include <iostream>
using namespace std;
//饿汉模式
class MemoryPool
{
public:static MemoryPool*GetInstance(){return _pinst;}void* Alloc(size_t n){void* ptr= nullptr;return  ptr;}void Dealloc(void*ptr){}
private://构造函数私有化MemoryPool(){}char* _ptr= nullptr;//创建一个静态的自己的对象//因为静态的对象是存在静态区的，是属于所有类的static MemoryPool* _pinst;//声明
};
//定义，在类外进行构造
MemoryPool* MemoryPool::_pinst=new MemoryPool;int main()
{
//    MemoryPool pool1;//MemoryPool pool2;void* ptr1=MemoryPool::GetInstance()->Alloc(10);MemoryPool::GetInstance()->Dealloc(ptr1);
}

饿汉模式：
优点：简单，没有线程安全问题（因为它在main函数之前就执行了，不存在竞争的问题）。
缺点：1、一个程序中，有多个单例，并且有先后创建初始化顺序要求时，饿汉无法控制
（比方说A先创建，然后B在创建，这样是没有办法做到的，因为它们都是静态成员，我们是没有办法确定的。同一个文件中可能谁在前，谁先初始化，但是如果是在多个文件中就不好控制了）
2、饿汉单例模式，初始化任务多的时候，会影响程序的启动速度。因为我们上面的单例的初始化是在main函数之前就创建的。

2.饿汉模式

懒汉模式：第一次使用对象再创建实例对象。

#include <iostream>
using namespace std;
//饿汉模式
class MemoryPool
{
public:static MemoryPool*GetInstance(){if(_pinst== nullptr){_pinst=new MemoryPool;}return _pinst;}void* Alloc(size_t n){void* ptr= nullptr;return  ptr;}void Dealloc(void*ptr){}
private://构造函数私有化MemoryPool(){}char* _ptr= nullptr;//创建一个静态的自己的对象//因为静态的对象是存在静态区的，是属于所有类的static MemoryPool* _pinst;//声明
};
//定义，在类外进行构造
MemoryPool* MemoryPool::_pinst=nullptr;int main()
{
//    MemoryPool pool1;//MemoryPool pool2;void* ptr1=MemoryPool::GetInstance()->Alloc(10);MemoryPool::GetInstance()->Dealloc(ptr1);
}

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

3.单例对象的释放问题

1、一般情况下，单例对象不需要释放。一般整个程序运行期间都可能会用到。
2、单例对象在进程正常结束之后也会资源释放
3、有些特殊的场景需要释放，比如单例对象析构时，要进行一些持久化（往文件，数据库写）操作。

我们可以通过定义一个内嵌类型的垃圾回收器来释放我们的空间

#include <iostream>
using namespace std;
//饿汉模式
class MemoryPool
{
public:static MemoryPool*GetInstance(){if(_pinst== nullptr){_pinst=new MemoryPool;}return _pinst;}void* Alloc(size_t n){void* ptr= nullptr;return  ptr;}void Dealloc(void*ptr){}// 实现一个内嵌垃圾回收类class CGarbo {public:~CGarbo(){if (_pinst)delete _pinst;}};
private://构造函数私有化MemoryPool(){}char* _ptr= nullptr;//创建一个静态的自己的对象//因为静态的对象是存在静态区的，是属于所有类的static MemoryPool* _pinst;//声明
};
//定义，在类外进行构造
MemoryPool* MemoryPool::_pinst=nullptr;
//定义一个静态的全局的回收对象
//在main函数结束之后，它会调用析构函数，就会释放单例对象。
static MemoryPool::CGarbo gc;
int main()
{
//    MemoryPool pool1;//MemoryPool pool2;void* ptr1=MemoryPool::GetInstance()->Alloc(10);MemoryPool::GetInstance()->Dealloc(ptr1);
}