如何禁止构造对象？

Question

如何禁止对象的构造？我将= delete;所有相关特殊功能标记如下：

struct A
{
    A() = delete;
    A(A const &) = delete;
    A(A &&) = delete;
    void * operator new(std::size_t) = delete;
    void operator delete(void *) = delete;
};
A x{};
A y = {};
A * z = ::new A{};

LIVE EXAMPLE

但x、y 和*z 仍然可以存在。该怎么办？我对这两种情况都感兴趣；静态/堆栈分配和堆分配。

Answer 1

一种选择是给类一个纯虚函数，并将其标记为final：

struct A final
{
  virtual void nonconstructible() = 0;
};

[Live example]

Answer 2

1. 如果您只想拥有static 成员，请写namespace A 而不是struct A。随后的代码在语法上将相似。

2. 要防止创建类的实例，请将其设为抽象。 （包括一个纯虚函数）。但是这样做会在你的类中引入一个 v-table，这可能是你不想要的。

Answer 3

如果你想让类无法实例化，你可以声明私有构造函数：

class NotInstantiable {
private:
    NotInstatiable();

public:
};

并没有进一步定义NotInstantiable。现在无法实例化，因为首先构造函数是 private，而且还没有提供构造函数的定义。

实例化NotInstantiable 的第二个障碍是例如禁止这种可能性，否则这实际上是众所周知的模式：

class NotInstantiable {
private:
    NotInstantiable();

public:
    NotInstantiable* evil_method()
    {
        return new NotInstantiable(); // this will fail if there's no body of the constructor.
    }
};

Answer 4

一般来说，要完全防止类的客户端代码实例化，您可以声明类 final 或者

• 使构造函数不是public，或者

• 删除构造函数并确保该类不是聚合类，或者

• 添加一个纯虚成员函数（例如，使析构函数纯虚）以使类抽象。

当非public 为protected 时，必须声明类final，对于抽象类，以防止实例化派生类的基类子对象。

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要部分禁止实例化，您可以

• 使析构函数不是public。

这会阻止自动和静态变量，但不会阻止使用new 进行动态分配。

• 使类的分配函数（operator new）非public。

这可以防止通过客户端代码中的普通new-表达式进行动态分配，但它不提供自动和静态变量，或其他对象的子对象，也不会防止通过::new- 进行动态分配表达式，使用全局分配函数。

还有其他相关技术，例如带有额外参数的分配函数，这使得new-表达式异常复杂和不切实际。我曾经用它来强制使用特殊宏来动态分配对象，例如对于shared-from-this class。但那是在 C++11 支持参数转发之前的时间。现在一个普通的函数就可以了，这样的函数可以做成类的friend。

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代码compiles with at least one version of the clang compiler 和-std=gnu++1z 是由于该编译器中的错误和/或语言扩展造成的。

代码不应编译，因为它调用了已删除的默认构造函数。它不能与例如编译MinGW g++ 5.1.0，即使使用-std=gnu++1z。

代码compiles with at least one version of the clang compiler 和-std=gnu++1z 的事实可能是由于该编译器中的错误和/或语言扩展。正确的行为是什么，尚不清楚，因为

• 虽然代码使用 clang 和 Visual C++ 2015 编译，但它不能使用例如编译。 MinGW g++ 5.1.0，即使使用-std=gnu++1z。

• 直观地说，如果代码应该编译，delete 将毫无意义，但 C++ 中允许许多无意义的构造。

• 问题在于类是否是聚合（在这种情况下new表达式执行聚合初始化），这取决于删除的默认构造函数是否可以被视为用户提供的。正如用户TartanLlama 在 cmets 中解释的那样，user-provided 的要求是

C++11 §8.4.2/4

” 一个特殊的成员函数是用户提供的，如果它是用户声明的而不是显式的 在第一次声明时默认或删除。

即尽管此问题示例中默认构造函数的 delete 声明了该构造函数，但它不是用户提供的（其他成员也是如此），因此该类是一个聚合类。

我能找到的关于这个措辞的唯一缺陷报告是DR 1355，但它只是涉及使用“特殊成员”这个词的问题，并建议删除这些词。但是，考虑到这个问题所展示的效果，并考虑到一个函数只能在其第一次声明时被删除，措辞很奇怪。

正式总结一下，从 C++11 开始（我还没有检查过 C++14），代码应该可以编译。但这可能是标准中的一个缺陷，措辞不反映意图。并且由于 MinGW g++ 5.1.0 不编译代码，截至 2015 年 10 月依赖代码编译并不是一个好主意。

Answer 5

本质上这是编译和允许的，因为类型A 是一个聚合类型并且聚合初始化不使用默认构造函数。

What is an aggregate type?;

类类型（通常是结构或联合），具有

• 没有私有或受保护的成员
• 没有用户提供的构造函数（允许显式默认或删除的构造函数）（C++11 起）
• 没有基类
• 没有虚拟成员函数

给它以上任何一种都会使它成为非聚合的，因此聚合初始化将不适用。给它一个私有的用户定义（和未实现）的构造函数就可以了。

struct A
{
    A() = delete;
    A(A const &) = delete;
    A(A &&) = delete;
    void * operator new(std::size_t) = delete;
    void operator delete(void *) = delete;
private:
    A(int);
};

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作为旁注；我希望这是语言规范中的缺陷。乍一看，我认为这不应该编译，但确实如此。 =delete 的动机之一是避免 C++03 将构造函数声明为私有以“隐藏”它们从而无法使用的“技巧”。我希望默认构造函数上的=delete 可以有效地禁止类创建（在其他用户定义的构造函数之外）。

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为了更容易阅读和更清晰的意图，甚至可以考虑一个空的基类；

struct NonAggregate{};
struct A : private NonAggregate
{
    //...

也许最简单的还是这里回到C++03风格，将默认构造函数设为私有；

struct A
{
private:
    A(); // note no =delete...
};