如何防止 C++ 编译器创建任何默认类成员？答案

【问题标题】：How to prevent a C++ compiler from creating any default class member?如何防止 C++ 编译器创建任何默认类成员？
【发布时间】：2017-07-20 13:29:55
【问题描述】：

我正在设计一些类来访问和控制微控制器的外围设备（adc、端口、usart 等）。该设备只有几个（在某些情况下只有一个）每个外围设备的实例，所以我决定将每个外围设备表示为一个单态类。我的一个类的定义和用法是这样的：

usart.h

class usart {
public:
    static void init() { /* initialize the peripheral */ } 
    static char read() { /* read a char from the input buffer */ }
    static void write(char ch) { /* write a char to the output buffer */ }
    // ... more member functions
};

main1.cpp

#include "usart.h"

int main()
{
    usart::init();

    char data;
    while (true) {
        data = usart::read();
        usart::write(data);
    }

}

但是上面定义 usart 类的方式并没有禁止用户做这样的事情：

main2.cpp

#include "usart.h"

int main() 
{
    // I don't want object construction
    usart serial1;
    usart serial2;

    // neither assignment
    serial1 = serial2;

    // two objects representing the same hardware resource
    // I don't want that
    serial1.init();
    serial2.write('r');
}

我知道从 C++11 开始我可以使用 delete 关键字来阻止编译器创建默认构造函数和函数，但我不知道编译器创建的这些默认值到底是什么。有复制构造函数、复制赋值、移动语义重载等。我需要在我的类上放置多少删除（以及在哪些函数和构造函数中）？

更新：我知道我可以（也许应该）使用命名空间而不是类，但我担心以后我需要将这些类（或命名空间）作为模板参数传递。 AFAIK 无法使用命名空间作为模板参数，因为我选择使用具有静态成员的类而不是命名空间。

【问题讨论】：

~usart() = delete; 现在无法创建实例。
如果您打算没有实例 - 为什么要使用类？只需使用带有函数的命名空间。
简单，不要滥用类。 namespace usart { }.
雅格尼。我已经处理了几种“单例”硬件（fpga、cpld、usart 等）恕我直言，您现在可以付出任何努力来防止不熟悉您的代码和系统的人在未来。他们犯的任何错误都不是你的错。让你的类使用简单、直接、易读。在我的嵌入式软件工作中，静态方法属性很少甚至不存在，静态数据属性仅限于“唯一 ID”计数器。我再说一遍，亚格尼。
其实我收回了。仅仅禁用一个析构函数仍然可以让一个人写usart* p = new usart();（然后泄漏实例，因为他们无法销毁它）。但是，禁用默认构造函数（并且不提供任何其他构造函数）可以解决问题：usart() = delete; 是的，编译器将生成复制构造函数等 - 但在复制实例之前，您需要创建一个实例来复制来自，并且不会有构造函数。

标签： c++ c++11 design-patterns monostate

【解决方案1】：

struct cannot_exist {
  cannot_exist()=delete;
  ~cannot_exist()=delete;
  cannot_exist(cannot_exist const&)=delete;
  cannot_exist(cannot_exist &&)=delete;
  cannot_exist& operator=(cannot_exist const&)=delete;
  cannot_exist& operator=(cannot_exist &&)=delete;
};

这是一个类，其中 C++ 为您生成的每个成员都被显式删除。（你可以用更少的钱来做到这一点，但我认为这一点不那么明确）。

简单地从cannot_exist 继承，并且......你的类的实例不能存在，也不会有编译器自动定义的任何成员函数。尝试调用它们会产生编译器错误。

但是，一旦您有一个不存在的类，请考虑使用namespace。

class usart:cannot_exist {
public:
  static void init() { /* initialize the peripheral */ } 
  static char read() { /* read a char from the input buffer */ }
  static void write(char ch) { /* write a char to the output buffer */ }
  // ... more member functions
};

对

namespace usart {
  static void init() { /* initialize the peripheral */ } 
  static char read() { /* read a char from the input buffer */ }
  static void write(char ch) { /* write a char to the output buffer */ }
  // ... more member functions
};

【讨论】：

【解决方案2】：

我会尝试这两种方法

在类中声明一个纯虚函数。这使得类是纯虚拟的，所以它不能被实例化。
将默认构造函数声明为私有成员函数。这样，没有外部类方法可以访问构造函数。

【讨论】：