公共新私有构造函数

Question

当我尝试编译以下内容时：

#include <iostream>

class Test
{
public:
    void* operator new (size_t num);
    void operator delete (void* test);
    ~Test();
private:
    Test();
};

Test::Test()
{
    std::cout << "Constructing Test" << std::endl;
}

Test::~Test()
{
    std::cout << "Destroying Test" << std::endl;
}

void* Test::operator new (size_t num)
{
    ::new Test;
}

void Test::operator delete(void* test)
{
    ::delete(static_cast<Test*>(test));
}

int main()
{
    Test* test = new Test;
    delete test;
}

我明白了：

$ g++ -o test test.cpp
test.cpp: In function ‘int main()’:
test.cpp:14: error: ‘Test::Test()’ is private
test.cpp:36: error: within this context

如果new是成员函数，为什么不能调用私有构造函数？

编辑： 我的想法是创建一个只能使用完全标准语法在堆上实例化的类。我希望由于 new 是一个数据成员，它可以调用私有构造函数，但是由于 new 不用于堆栈对象，因此不允许您在堆栈上创建对象。

Answer 1

我认为您对operator new 的作用存在误解。它不创建对象，而是为对象分配内存。编译器将在调用你的 operator new 之后立即调用构造函数。

struct test {
   void * operator new( std::size_t size );
};
int main()
{
   test *p = new test;
   // compiler will translate this into:
   //
   // test *p = test::operator new( sizeof(test) );
   // new (static_cast<void*>(p)) test() !!! the constructor is private in this scope
}

操作符 new 的主要用途是拥有一个不同于系统默认分配器（通常是 malloc）的内存分配器，它意味着返回一个未初始化的内存区域，编译器将在该区域上调用构造函数。但是构造函数是在 之后调用的，内存是在写入新调用的范围内分配的（在本例中为 main）。

验收后说明

未制定问题的完整解决方案：如何强制我的类的用户在堆中实例化？ 将构造函数设为私有并提供工厂函数，如其他一些答案所示（正如villintehaspam 所指出的）。

Answer 2

这是强制在堆上创建对象的方法：

class Foo {
public:
    static Foo *Create() {
         return new Foo;
    }
private:
    Foo() {}
};

然后当你使用它时：

Foo *foo = Foo::Create();

您可能需要考虑返回 shared_ptr 而不是原始指针，以帮助确保对象被删除。

从技术上讲，这不是您所要求的，但这是您表示您希望实现的...

Answer 3

new 不会调用构造函数 - 编译器会调用，并且构造函数必须可供它访问。使用这个更简单的代码：

class A {
    A() {}
public:
    void * operator new( size_t x ) { return 0; }
};

int main() {
    A* a = new A;
}

很明显，new 并没有调用构造函数，但是如果你编译它，你仍然会得到一个“私有构造函数”的错误信息..

Answer 4

由于各种各样的人错误地概述了你正在做的事情不起作用的原因；我通常实现你的“不在堆栈上”目标的方式就是这样

class HeapOnly {
  public:
    static HeapOnly* CreateInstance() { return new HeapOnly(); }
  protected:
    HeapOnly() { }
};

现在实例化它的唯一方法是： HeapOnly *MyObj=HeapOnly::CreateInstance();

Answer 5

问题是如果构造函数是私有的，你就不能实例化一个对象。

为什么将构造函数设为私有？