我们知道，程序内存布局将内存划分为堆、栈、BSS 段、数据段和代码段。既然如此，我们称位于堆上的对象叫堆对象，位于栈上的对象的叫栈对象，位于BSS段和数据段的对象叫全局对象或静态对象。通常情况下，对象创建在堆上还是在栈上，创建多少个，这都是没有限制的。但是有时会遇到一些特殊需求。

1.禁止创建栈对象

禁止创建栈对象，意味着只能在堆上创建对象。创建栈对象时会移动栈顶指针以“挪出”适当大小的空间，然后在这个空间上直接调用类的构造函数以形成一个栈对象。而当栈对象生命周期结束，如栈对象所在函数返回时，会调用其析构函数释放这个对象，然后再调整栈顶指针收回那块栈内存。在这个过程中是不需要operator new/delete操作的，所以将operator new/delete设置为private不能达到目的。

可以将构造函数或析构函数设为私有的，这样系统就不能调用构造/析构函数了，当然就不能在栈中生成对象了。这样的确可以，但有一点需要注意，那就是如果我们将构造函数设置为私有，那么我们也就不能用new来直接产生堆对象了，因为new在为对象分配空间后也会调用它的构造函数。所以，如果将构造函数和析构函数都声明为private会带来较大的副作用，最好的方法是将析构函数声明为private，而构造函数保持为public。

再进一步，将析构函数设为private除了会限制栈对象生成外，还有其它影响吗？是的，这还会限制继承。如果一个类不打算作为基类，通常采用的方案就是将其析构函数声明为private。为了限制栈对象，却不限制继承，我们可以将析构函数声明为protected，这样就两全其美了。如下代码所示：

class NoStackObject
{
protected: ~NoStackObject(){}
public: void destroy(){ delete this ;//调用保护析构函数 }
};

上面的类在创建栈对象时，如NoStackObject obj;时编译将会报错，而采用new的方式，编译就会通过。需要注意一点的是，通过new创建堆对象时，在手动释放对象内存时，我们需要调用其析构函数，这时就需要一点技巧来辅助——引入伪析构函数destory，如上面的代码所示。

方法拓展。
仔细一看，我们会发现上面的方法让人别扭。我们用 new 创建一个对象，却不是用delete去删除它，而是要用 destroy 方法。很显然，用户会不习惯这种怪异的使用方式。所以，可以将构造函数也设为private或protected。这又回到了上面曾试图避免的问题，即不用new，那么该用什么方式来生成一个对象了？我们可以用间接的办法完成，即让这个类提供一个static成员函数专门用于产生该类型的堆对象。（设计模式中的singleton模式就可以用这种方式实现。）让我们来看看：

class NoStackObject
{
protected: NoStackObject() {} ~NoStackObject() {}
public: static NoStackObject* creatInstance(){return new NoStackObject() ;//调用保护的构造函数 } void destroy(){delete this ;//调用保护的析构函数 }
};

现在可以这样使用NoStackObject类了：

NoStackObject* hash_ptr = NoStackObject::creatInstance() ;
... ... //对hash_ptr指向的对象进行操作
hash_ptr->destroy() ;
hash_ptr = NULL ; //防止使用悬挂指针

现在感觉是不是好多了，生成对象和释放对象的操作一致了。

2.禁止创建堆对象

我们已经知道，产生堆对象的唯一方法是使用new操作，如果我们禁止使用new不就行了么。再进一步，new操作执行时会调用operator new，而operator new是可以重载的。方法有了，就是使new operator 为private，为了对称，最好将operator delete也重载为private。

class NoStackObject
{
private:static void* operator new(size_t size);static void operator delete(void* ptr);
};//用户代码
NoStackObject obj0;              //OK
static NoStackObject obj1;       //OK
NoStackObject * pObj2 = new NoStackObject;   //ERROR

如果也想禁止堆对象数组，可以把operator new[]和operator delete[]也声明为private。

这里同样在继承时存在问题，如果派生类改写了operator new和operator delete并声明为public，则基类中原有的private版本将失效，参考如下代码：

class NoStackObject
{
protected:static void* operator new(size_t size);static void operator delete(void* ptr);
};class NoStackObjectSon:public NoStackObject
{
public://非严格实现，仅作示意之用 static void* operator new(size_t size) {   return malloc(size);};//非严格实现，仅作示意之用static void operator delete(void* ptr){free(ptr);};
};//用户代码
NoStackObjectSon* pObj2 = new NoStackObjectSon;   //OK

3.控制实例化对象的个数

在游戏设计中，我们采用类CGameWorld作为游戏场景的抽象描述。然而在游戏运行过程中，游戏场景只有一个，也就是类CGameWorld的对象只有一个。对于类的实例化，有一点是十分确定的：要调用构造函数。所以，如果想控制CGameWorld的实例化对象只有一个，最简单的方法就是将构造函数声明为private，同时提供一个static对象。如下：

class CGameWorld
{
public:bool Init();void Run();
private:CGameWorld();CGameWorld(const CGameWorld& rhs);friend CGameWorld& GetSingleGameWorld();
};CGameWorld& GetSingleGameWorld()
{static CGameWorld s_game_world;return s_game_world;
}

这个设计有三个要点：
(1)类的构造函数是private，阻止对象的建立；
(2)GetSingleGameWorld函数被声明为友元，避免了私有构造函数引起的限制；
(3)s_game_world为一个静态对象，对象唯一。

当用到CGameWorld的唯一实例化对象时，可以如下：

GetSingleGameWorld().Init();
GetSingleGameWorld().Run();

如果有人对GetSingleGameWorld是一个全局函数有些不爽，或者不想使用友元，将其声明为类CGameWorld的静态函数也可以达到目的，如下：

class CGameWorld
{
public:bool Init();void Run();static CGameWorld& GetSingleGameWorld();
private：CGameWorld();CGameWorld(const CGameWorld& rhs);
};

这就是设计模式中著名的单件模式：保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

如果我们想让对象产生的个数不是一个，而是最大为N(N>0)个。可以在类内部设置一个静态计数变量，在调用构造函数时，该变量加1，当调用析构函数时，该变量减1。如下：

class CObject
{
public:CObject();~CObject();
private:static size_t m_nObjCount;...
};CObject::CObject()
{if (m_nObjCount > N)throw;m_nObjCount++;
}CObject::~CObject()
{m_nObjCount--;
}
size_t CObject::m_nObjCount;

掌握控制类的实例化对象个数的方法。当实例化对象唯一时，采用设计模式中的单件模式；当实例化对象为N(N>0)个时，设置计数变量是一个思路。

阅读上面的示例代码还需要注意抛出异常时没有对象，即throw后没有对象，有两种含义：
（1）如果throw;在catch块中或被catch块调用的函数中出现，表示重新抛出异常。throw;表达式将重新抛出当前正在处理的异常。我们建议采用该形式，因为这将保留原始异常的多态类型信息。重新引发的异常对象是原始异常对象，而不是副本。
（2）如果throw;出现在非catch块中，表示抛出不能被捕获的异常，即使catch(...)也不能将其补捕获。

4.小结

堆对象，栈对象以及全局/静态对象统称为内存对象，如果要把内存对象理解的更为深入，推荐看看《深入探索C++对象模型》这本书。

参考文献

[1]C++——内存对象禁止产生堆对象禁止产生栈对象
[2]李健.编写高质量代码：改善C++程序的150个建议.第一版.北京：机械工业出版社，2012.1：299-301

C++ 控制对象的创建方式和数量相关推荐

转 cocos2d-x 3.0 常用对象的创建方式
cocos2d-x 3.0 中所有对象几乎都可以用create函数来创建,其他的创建方式也是有create函数衍生. 下面来介绍下create函数创建一般对象的方法,省得开发中经常忘记啥的. 1.精灵 ...
c++类对象的创建方式
对象创建限制在堆或栈 c++类对象的创建方式对象创建限制在堆或栈 C++ 中的类的对象的建立模式如何将类限制在堆上呢? C++ 中的类的对象的建立模式 C++ 中的类的对象的建立模式分为两张:静态 ...
c#类属性和实例属性_Visual C#类和对象的创建方式，定义类，实例化对象，实例讲解...
定义类类由class member类成员组成,包含字段.属性.方法和事件.其中字段和属性为类的数据成员,用来存储数据:方法负责数据的传递和运算.使用类之前,要进行声明,声明的语法如下: Class ...
JavaScript对象的创建方式
JavaScript对象创建 1.直接式 //1.直接创建对象var student = new Object();student.name = "zhangsan";studen ...
【Spring 工厂】反转控制与依赖注入、Spring工厂创建复杂对象3种方式
反转控制与依赖注入反转控制与依赖注入反转控制(IOC Inverse of Control) 依赖注入 (Dependency Injection - DI) Spring工厂创建复杂对象(3 ...
activexobject对象不能创建_【设计模式】建造者模式：你创建对象的方式有它丝滑吗？...
目录什么是建造者模式为什么要使用建造者模式构造函数创建对象 set方式构建对象 java实现建造者模式第一种实现方式第二种方式建造者模式与构造函数的对比建造者模式与工厂模式的对比总结 ...
Java代理模式：如何优雅地控制对象访问？
文章目录一.引言 1.1 简介二.什么是代理模式 2.2 概述 2.3 使用场景 2.4 优缺点三.静态代理模式 3.1 定义 3.2 实现方式 3.3 示例代码 3.4 优缺点四.动态代理模 ...
041_对象的创建和销毁
1. 对象的创建和销毁都在JavaScript执行过程中发生, 理解这种方式的含义对理解整个语言至关重要. 2. 声明和实例化 2.1. 对象的创建方式是用关键字new后面跟上实例化的类的名字: va ...
单例对象会被jvm的gc时回收吗_设计模式专题02-单例五种创建方式
单例五种创建方式(下一篇:工厂模式) 什么是单例保证一个类只有一个实例,并且提供一个访问该全局访问点单例应用场景 1. Windows的Task Manager(任务管理器)就是很典型的单例模式( ...

C++ 控制对象的创建方式和数量