C++：特殊类设计
请设计一个类，不能被拷贝
拷贝只会放生在两个场景中：拷贝构造函数以及赋值运算符重载，因此想要让一个类禁止拷贝， 只需让该类不能调用拷贝构造函数以及赋值运算符重载即可。
C++98： 将拷贝构造函数与赋值运算符重载只声明不定义，并且将其访问权限设置为私有即可。
class CopyBan
{// ...private:CopyBan(const CopyBan&);CopyBan& operator=(const CopyBan&);//...
};
C++11： C++11扩展delete的用法，delete除了释放new申请的资源外，如果在默认成员函数后跟上 =delete，表示让编译器删除掉该默认成员函数。
class CopyBan
{// ...CopyBan(const CopyBan&)=delete;CopyBan& operator=(const CopyBan&)=delete;//...
};
请设计一个类，只能在堆上创建对象
实现方式：
1. 将类的构造函数私有，拷贝构造声明成私有。防止别人调用拷贝在栈上生成对象。
2. 提供一个静态的成员函数，在该静态成员函数中完成堆对象的创建
// 只能在堆上创建对象的类
class HeapOnly
{
public:static HeapOnly* CreateObj(){return new HeapOnly;}
private:HeapOnly(){}HeapOnly(const HeapOnly&) = delete;
};int main()
{/*HeapOnly hp1;HeapOnly* php2 = new HeapOnly;static HeapOnly hp3;*/HeapOnly* php4 = HeapOnly::CreateObj();//HeapOnly hp5(*php4);delete php4;cout << sizeof(php4) << endl;cout << sizeof(size_t) << endl;return 0;
}这里注意，要防止拷贝构造，否则禁不住。
请设计一个类，只能在栈上创建对象
方法一：同上将构造函数私有化，然后设计静态方法创建对象返回即可。
class StackOnly
{
public:static StackOnly CreateObj(){return StackOnly();}void Print() const{cout << "StackOnly::Print()" << endl;}// 禁掉operator new可以把下面用new 调用拷贝构造申请对象给禁掉void* operator new(size_t size) = delete;void operator delete(void* p) = delete;
private:StackOnly():_a(0){}
private:int _a;
};int main()
{//StackOnly so1 = StackOnly::CreateObj();static StackOnly so4 = StackOnly::CreateObj();//static StackOnly so2;//StackOnly* pso3 = new StackOnly;StackOnly::CreateObj().Print();const StackOnly& so5 = StackOnly::CreateObj();so5.Print();return 0;
}但是只在栈上开辟是有瑕疵的，无法禁止静态对象拷贝构造。
请设计一个类，不能被继承
C++98中构造函数私有化，派生类中调不到基类的构造函数。则无法继承。（不推荐）
C++11方法 final关键字，final修饰类，表示该类不能被继承。
class A final
{// ....
};RAII锁管理类
template<class Lock>
class LockGuard
{
public:LockGuard(Lock& lk):_lk(lk){_lk.lock();}~LockGuard(){_lk.unlock();}private:Lock& _lk;
};在标准库中使用
请设计一个类，只能创建一个对象(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。
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。
单例模式有两种实现模式：
饿汉模式
就是说不管你将来用不用，程序启动时就创建一个唯一的实例对象
私有化构造，封死拷贝构造和赋值。
// 单例模式的类：全局只有一个唯一对象
// 饿汉模式：一开始(main函数之前)就创建对象
// 缺点：1、单例对象初始化时数据太多，导致启动慢
// 2、多个单例类有初始化依赖关系，饿汉模式无法控制
class InfoSingleton
{
public:static InfoSingleton& GetInstance(){return _sins;}void Insert(string name, int salary){_info[name] = salary;}void Print(){for (auto kv : _info){cout << kv.first << ":" << kv.second << endl;}cout << endl;}private:InfoSingleton(){}InfoSingleton(const InfoSingleton& info) = delete;InfoSingleton& operator=(const InfoSingleton& info) = delete;private:map<string, int> _info;static InfoSingleton _sins;
};InfoSingleton InfoSingleton::_sins;int main()
{InfoSingleton::GetInstance().Insert("张三", 10000);InfoSingleton& infosl = InfoSingleton::GetInstance();infosl.Insert("李四", 15000);infosl.Insert("赵六", 12000);infosl.Insert("王五", 8000);infosl.Print();InfoSingleton::GetInstance().Insert("张三", 13000);InfoSingleton::GetInstance().Print();//InfoSingleton copy = InfoSingleton::GetInstance();//copy.Insert("孙七", 50000);//copy.Print();infosl.Print();return 0;
}注意GetInstance返回的要是引用，封死拷贝构造和赋值，否则单例条件不成立。
懒汉模式
如果单例对象构造十分耗时或者占用很多资源，比如加载插件啊， 初始化网络连接啊，读取 文件啊等等，而有可能该对象程序运行时不会用到，那么也要在程序一开始就进行初始化， 就会导致程序启动时非常的缓慢。 所以这种情况使用懒汉模式（延迟加载）更好。
饿汉模式还有一个问题，就是很难控制单例被初始化的顺序，比如A和B都是单例，B依赖A，在文件很多的情况下难以保证先初始化A。所以要解决这个问题，就使用懒汉模式。
// 懒汉模式：第一次获取单例对象的时候创建对象
// 1、对象在main函数之后才会创建，不会影响启动顺序
// 2、可以主动控制创建顺序
class InfoSingleton
{
public:// 多个线程一起调用GetInstance，存在线程安全的风险,static InfoSingleton& GetInstance(){// 第一次获取单例对象的时候创建对象// 双检查加锁if (_psins == nullptr) // 对象new出来以后，避免每次都加锁的检查，提高性能{//LockGuard<mutex> lock(_smtx);std::lock_guard<mutex> lock(_smtx);if (_psins == nullptr) // 保证线程安全且只new一次{_psins = new InfoSingleton;} }return *_psins;}// 一般单例对象不需要考虑释放// 单例对象不用时，必须手动处理，一些资源需要保存// 可以手动调用主动回收// 也可以让他自己在程序结束时，自动回收static void DelInstance(){// 保存数据到文件// ...std::lock_guard<mutex> lock(_smtx);if (_psins){delete _psins;_psins = nullptr;}}// 也可以让他自己在程序结束时，自动回收class GC{public:~GC(){if (_psins){cout << "~GC()" << endl;DelInstance();}}};void Insert(string name, int salary){_info[name] = salary;}void Print(){for (auto kv : _info){cout << kv.first << ":" << kv.second << endl;}cout << endl;}private:InfoSingleton(){}InfoSingleton(const InfoSingleton& info) = delete;InfoSingleton& operator=(const InfoSingleton& info) = delete;map<string, int> _info;// ...private:static InfoSingleton* _psins;static mutex _smtx;static GC _gc;
};InfoSingleton* InfoSingleton::_psins = nullptr;
mutex InfoSingleton::_smtx;
InfoSingleton::GC InfoSingleton::_gc;int main()
{InfoSingleton::GetInstance().Insert("张三", 10000);InfoSingleton& infosl = InfoSingleton::GetInstance();infosl.Insert("李四", 15000);infosl.Insert("赵六", 12000);infosl.Insert("王五", 8000);infosl.Print();InfoSingleton::GetInstance().Insert("张三", 13000);InfoSingleton::GetInstance().Print();infosl.Print();return 0;
}
使用双检查锁，保证线程安全和效率（只加一次锁）。
实现一个内嵌垃圾回收类GC在不使用单例后释放资源（虽然在本程序中没意义）。
懒汉模式还可以通过局部静态变量初始化实现：
//1、是懒汉。 因为静态的局部变量是在main函数之后才创建初始化的
//2、C++11之前，这里是不能保证sinst的初始化是线程安全的。
//3、C++11之后，可以。
class InfoSingleton
{
public:static InfoSingleton& GetInstance(){static InfoSingleton sinst;return sinst;}void Insert(string name, int salary){_info[name] = salary;}void Print(){for (auto kv : _info){cout << kv.first << ":" << kv.second << endl;}cout << endl;}private:InfoSingleton(){cout << "InfoSingleton()" << endl;}InfoSingleton(const InfoSingleton& info) = delete;InfoSingleton& operator=(const InfoSingleton& info) = delete;map<string, int> _info;// ...
};但是这种方式要慎重，在C++11前不是线程安全的，在C++11后才是线程安全的。
