关于只有一个对象的类和不能被继承的类

[xusea]

请教大家两个问题：
1.建立一个类，只能有一个对象。
2.建立一个类，不能被继承，最好能和普通的类差不多，我会建立一个类，但是用的指针指向类来建立成对象了。把构造函数放到私有中去，能不能通过公有函数来调用构造函数
建立对象呢？

[jhyu]

第二个我找到了方法，具体在下面的文章，大家一起学习
如何使类不能被继承

2003-4-11 12:52:02 DPG 阅读次数: 1362

　　如果大家熟悉java的话应该知道java中有一种类不能被继承,那就是final类.这种类有很多用处,尤其是在大的项目中控制类的继承层次. 使子类数量不至于爆炸.在使用了多继承的类层次中这也是防止出现菱形继承层次结构的一个好办法. 要实现一个不能被继承的类有很多方法.

　　如何使类不能被继承呢?主要的思路就是使子类不能构造父类的部分,这样子类就没有办法实例化整个子类.这样就限制了子类的继承. 所以我们可以将父类的构造函数声明成为私有的,但是这样父类不就不能实例化了吗?可以添加一个静态帮助函数来进行构造. 虽然这样很简陋.但是这的确是一种解决方法.

　　可是如果只有这个方法能够解决,那么C++实在是太不灵活了.而且这也不值得写一片文章出来!有没有办法解决上面的方法中的那些问题呢?

　　当然有!我们可以利用友员不能被继承的特性!

　　首先假设已经有一个类CXX.这是某一个类层次的分支,我们现在要从CXX继承一个Final子类CParent来,也就是CParent不能够被继承. 我们可以充分利用友员不能被继承的特点,也就是说让CParent是某一个类的友员和子类,CParent可以构造,但是CParent的子类CChild确不能继承那个友员特性,所以不能被构造.所以我们引入一个CFinalClassMixin.
我们对这个类的功能是这么期望的:

任何类从它继承都不能被实例化
同时这个类本身我们也不希望它被实例化.
如何实现这个类那?很简单!那就是实现一个构造函数和析构函数都是private的类就行了.同时在这类里面将我们的CParent声明为友员. 代码如下:


class CFinalClassMixin
{
friend class CParent;
private:
CFinalClassMixin(){}
~CFinalClassMixin(){}
};

>//我们的CParent代码应该如下:
class CParent:publicCXXX
{
public:
CParent(){}
~CParent(){}
};

　　它是从CXXX扩展的一个类(注,此时它还是能够被继承).现在我们需要它不能被继承.那么只要将代码改成

class CParent:public CFinalClassMixin, public CXXX
{
public:
CParent(){}
~>CParent(){}
};

就行了.现在从CParent继承一个子类试试

class CChild:public CParent{};

编译一下代码试试,发现:竟然没有作用!!

靠,这是为什么!

　　现在再回想一下我们这么操作的原因,也就是这个方案的原理,那就是让父类可以访问Mixin类的构造函数,但是子类不能访问.

　　现在看看我们的代码,发现父类是CFinalClassMixin类的友员,可以访问它的构造函数.因为友员不能继承,所以CChild不能访问CFinalClassMixin的构造函数.所以应该不能被实例化.

　　CChild的确不能访问CFinalClassMixin的构造函数,但是它却不必调用它!我想这就是问题的原因所在.CChild是通过CParent来构造CFinalClassMixin的,所以这个友员对他并没有什么用处!

　　现在问题找到了.要解决很简单.只要让CChild必须调用CFinalClassMixin的构造函数就行了,怎么才能达到目的呢?

　　还记得虚继承吗?虚继承的一个特征就是虚基类的构造函数由最终子类负责构造!所以将CParent从CFinalClassMixin继承改成从CFinalClassMixin虚继承就可以了.代码如下:

class CParent:virtual public CFinalClassMixin, public CXXX
{
public:
CParent(){}
CParent(){}
};

现在试试,行了.

　　但是可能有些人会对多继承心有余悸!但是我们这里并没有必要这么担心!为什么?因为我们的CFinalClassMixin类是纯的!pure! 也就是说它根本没有成员变量!那么我们就根本不用担心多继承带来的最大问题.菱形继承产生的数据冗余.以及二义性.

　　现在还有个不足!那就是我们不能每次使用这个CFinalClassMixin类就在里面加上对某个类的友员声明啊!这多麻烦啊! 虽然不是什么大问题,但是我觉的还是要解决,因为我充分信任C++!

　　解决的方法也很简单!那就是使用模板!具体描述就省略了,给出代码大家一看就知道了

下面是我得测试程序的完整代码(其中的CFinalClassmixin已经改成模板)


// finaltest.cpp : Defines the entry point for the console application.
//
#include "stdafx.h"
#include
using namespace std;

template
class CFinalClassMixin
{
friend T;
private:
CFinalClassMixin(){}
~CFinalClassMixin(){}
};
class CXXX
{
public:
CXXX(){cout << "I am CXXX" << endl;}
~CXXX(){}
};
class CParent:virtual public CFinalClassMixin, public CXXX
{
public:
CParent(){}
~CParent(){}
};
class CChild:public CParent{};
int main(int argc, char* argv[])
{
CParent a; // 可以构造
//CChild b; //不能构造
return 0;
}

　　现在只要对不想被继承的类加入一个CFinalClassMixin混合类做父类就行了.

　　通过限制构造函数,我们就达到了限制继承的目的.但是这对有些还是个例外,比如全是静态函数的类.这些类本身就不需要构造. 所以我们对它没有办法.但是在大多数情况下,一个全是静态函数的类多少暗示了程序本身的设计可能是需要斟酌的.

　　其实这只是Mixin类(混合类)使用的一个小小例子.还有很多其他的用处,比如UnCopiale等等.就不多说了. 我想说明的是大家可能对多继承比较反感.但是过分否定也是得不偿失的.现在对多继承到底应不应该使用还处在争论阶段. 我觉得一个方法是否使用得当,关键还是在于使用的人

[magicblue]

Wolf0403

这个Singleton 不能被继承，不能有虚函数，不能控制他的初始化和清理

NonDeriveClass 有什么用？NonDeriveHelper 已经就是一个不能被继承的类了吧

[magicblue]

确实是，没注意UnDerivable的create无法被调用，如果加上friend class helper;似乎又回到老路上了。下面是一个可用的UnDerivable，好处是不必承担父类的vptr，对象模型和普通对象一样；坏处是必须在构造时在构造参数的最后加个0

class UnDerivable
{
public:
~UnDerivable(){}
template<class T> UnDerivable(T para){/* the same as UnDerivable() */}
private:
UnDerivable(){/*......*/}
};
main()
{
UnDerivable obj(0);
}

[xusea]

请再讨论
多谢
学习中

[Wolf0403]

magicblue(小飞侠)
代码随手写的，有错误，望见谅。
但是，你写的这个代码，无法使用。或许是我没有理解透，还望给出示例代码，谢谢。
我的第二个代码忘记了一个 friend 声明，其它的没错。
jhyu(阎罗大王把小不死炸死了) 的文章里已经有很详细的代码和说明，不重复。

至于 Singleton，我看过的实现方法，一个是保存一个对象，一个是把所有方法都设为静态方法。如果你有好的实现方法，不妨贴出来。

[Wolf0403]

另外：
1、如果说 NonDeriveHelper 不能继承，那么我的 NonDeriveClass 从哪里来的？
2、你的 UnDerivable::create() 每次返回一个指向不同的堆上对象的指针，根本不是 Singleton

[magicblue]

UnDerivable 的意思是 un-（前置，表否定）+ derive（继承）+ able（后置，表形容词）。本来就不是singleton。

没有friend，你的NonDeriveClass根本就是非法的。

singleton的写法一般来说是这样的：
class singleton
{
public:
static singleton* create()
{
if(p == 0)
p = new singleton;
return p;
}
private:
static singleton* p;
singleton();
singleton(const singleton&);
};
singleton* singleton::p = 0;

[xusea]

是应该在C++中讨论

[Wolf0403]

晕，说错了。
但是总感觉这个 UnDerivable 类颇有点奇怪。它没法在栈上构造对象，而且如果把 create 不改成 static 则也没法使用。

[magicblue]

有这么麻烦吗

class UnDerivable
{
public:
UnDerivable* create()
{
p = new UnDerivable;
return p;
}
~UnDerivable()
{
delete p;
}
private:
UnDerivable* p;
UnDerivable(){/*......*/}
};

[jhyu]

小飞侠，我找的那篇文章里面特别说明了，是提供你所说的这种方案之外的另一种方案

[oo]

学习

[xusea]

还能再详细讨论么？

[xueweizhong]

问一下这里的高手，有没有方法实现
final member : 不能被override或者hide?
如果没有这种可能性，请说明理由？

[fengfeng2003]

关注

[xusea]

关注

[alongfly]

学习

[panzhaoping]

好

[magicblue]

我认为不可能。因为C++不是Java，即便可以模仿出final，但终究还是模仿。

[xusea]

学习