C++ 私有構造函數的作用

       很多情況下要求當前的程序中只有一個object。例如一個程序只有一個和數據庫的連接,只有一個鼠標的object。通常我們都將構造函數的聲明置於public區段,假如我們將其放入private區段中會發生什麼樣的後果?這意味着什麼?


      當我們在程序中聲明一個對象時,編譯器爲調用構造函數(如果有的話),而這個調用將通常是外部的,也就是說它不屬於class對象本身的調用,假如構造函數是私有的,由於在class外部不允許訪問私有成員,所以這將導致編譯出錯。


      然而,對於class本身,可以利用它的static公有成員,因爲它們獨立於class對象之外,不必產生對象也可以使用它們。


      此時因爲構造函數被class私有化,所以我們要創建出對象,就必須能夠訪問到class的私有域;這一點只有class的成員可以做得到;但在我們建構出其對象之前,怎麼能利用它的成員呢?static公有成員,它是獨立於class對象而存在的,“我們”可以訪問得到。假如在某個static函數中創建了該class的對象,並以引用或者指針的形式將其返回(這裏不以對象返回,主要是構造函數是私有的,外部不能創建臨時對象),就獲得了這個對象的使用權。


      下面是例子:

class OnlyHeapClass
{
public:
   static OnlyHeapClass* GetInstance()
       {
              // 創建一個OnlyHeapClass對象並返回其指針
              return (new OnlyHeapClass);
       }
   void Destroy();
private:
       OnlyHeapClass() { }
       ~OnlyHeapClass() {}
};
int main()
{
       OnlyHeapClass *p = OnlyHeapClass::GetInstance();
       ... // 使用*p
       delete p;
       return 0;
}


      這個例子使用了私有構造函數,GetInstance()作爲OnlyHeapClass的靜態成員函數來在內存中創建對象:由於要跨函數傳遞並且不能使用值傳遞方式,所以我們選擇在堆上創建對象,這樣即使getInstance()退出,對象也不會隨之釋放,可以手動釋放。
    
      構造函數私有化的類的設計保證了其他類不能從這個類派生或者創建類的實例,還有這樣的用途:例如,實現這樣一個class:它在內存中至多存在一個,或者指定數量個的對象(可以在class的私有域中添加一個static類型的計數器,它的初值置爲0,然後在GetInstance()中作些限制:每次調用它時先檢查計數器的值是否已經達到對象個數的上限值,如果是則產生錯誤,否則才new出新的對象,同時將計數器的值增1.最後,爲了避免值複製時產生新的對象副本,除了將構造函數置爲私有外,複製構造函數也要特別聲明並置爲私有。


      如果將構造函數設計成Protected,也可以實現同樣的目的,但是可以被繼承。

       另外如何保證只能在堆上new一個新的類對象呢?只需把析構函數定義爲私有成員。
      原因是C++是一個靜態綁定的語言。在編譯過程中,所有的非虛函數調用都必須分析完成。即使是虛函數,也需檢查可訪問性。因些,當在棧上生成對象時,對象會自動析構,也就說析構函數必須可以訪問。而堆上生成對象,由於析構時機由程序員控制,所以不一定需要析構函數。保證了不能在棧上生成對象後,需要證明能在堆上生成它。這裏OnlyHeapClass與一般對象唯一的區別在於它的析構函數爲私有。delete操作會調用析構函數。所以不能編譯。
       

      那麼如何釋放它呢?答案也很簡單,提供一個成員函數,完成delete操作。在成員函數中,析構函數是可以訪問的。當然detele操作也是可以編譯通過。 

 

void OnlyHeapClass::Destroy() { 
        delete this; 
} 


    構造函數私有化的類的設計可以保證只能用new命令在堆中來生成對象,只能動態的去創建對象,這樣可以自由的控制對象的生命週期。但是,這樣的類需要提供創建和撤銷的公共接口。


    另外重載delete,new爲私有可以達到要求對象創建於棧上的目的,用placement new也可以創建在棧上。

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還是不懂啊:   
  1.爲什麼要自己調用呢?對象結束生存期時不就自動調用析構函數了嗎?什麼情況下需要自己調用析構函數呢?   
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  比如這樣一種情況,你希望在析構之前必須做一些事情,但是用你類的人並不知道,    那麼你就可以重新寫一個函數,裏面把要做的事情全部做完了再調用析構函數。   這樣人家只能調用你這個函數析構對象,從而保證了析構前一定會做你要求的動作。   
    
  2.什麼情況下才用得着只生成堆對象呢?   
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  堆對象就是new出來的,相對於棧對象而言。什麼情況下要new,什麼情況下在棧裏面    提前分配,無非就是何時該用動態,何時該用靜態生成的問題。這個要根據具體情況   
  具體分析。比如你在一個函數裏面事先知道某個對象最多隻可能10個,那麼你就可以定義這個對象的一個數組。10個元素,每個元素都是一個棧對象。如果你無法確定數字,那麼你就可以定義一個這個對象的指針,需要創建的時候就new出來,並且用list   或者vector管理起來。   

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類中“私有”權限的含義就是:私有成員只能在類域內被訪問,不能在類域外進行訪問。   
    
  把析構函數定義爲私有的,就阻止了用戶在類域外對析構函數的使用。這表現在如下兩個方面:   
    
  1.   禁止用戶對此類型的變量進行定義,即禁止在棧內存空間內創建此類型的對象。要創建對象,只能用   new   在堆上進行。  
    
  2.   禁止用戶在程序中使用   delete   刪除此類型對象。對象的刪除只能在類內實現,也就是說只有類的實現者纔有可能實現對對象的   delete,用戶不能隨便刪除對象。如果用戶想刪除對象的話,只能按照類的實現者提供的方法進行。   
    
  可見,這樣做之後大大限制了用戶對此類的使用。一般來說不要這樣做;

   通常這樣做是用來達到特殊的目的,比如在   singleton(單例設計模式)   的實現上,可查找   singleton   的資料來了解它是怎麼一回事。
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作者:koudaidai 
來源:CSDN 
原文:https://blog.csdn.net/koudaidai/article/details/7546661 
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