C 棧物件堆物件理解

在c++中，類的物件建立分為兩種，一種是靜態建立，如a a；另一種是動態建立，如a* ptr=new a；這兩種方式是有區別的。

1、靜態建立類物件：是由編譯器為物件在棧空間中分配記憶體，是通過直接移動棧頂指標，挪出適當的空間，然後在這片記憶體空間上呼叫建構函式形成乙個棧物件。使用這種方法，直接呼叫類的建構函式。

2、動態建立類物件，是使用new運算子將物件建立在堆空間中。這個過程分為兩步，第一步是執行operator new()函式，在堆空間中搜尋合適的記憶體並進行分配；第二步是呼叫建構函式構造物件，初始化這片記憶體空間。這種方法，間接呼叫類的建構函式。

第一種初始化方法：classname object(初始化引數)；

第二種初始化方法：classname object=new classname();

兩種初始化方法的區別：

第一種初始化方法：在stack棧裡面分配空間，自動釋放。

第二種初始化方法：在heap堆裡面分配空間，要手動釋放。

什麼時候該用 object

object

;什麼時候該用 object

*object

;object

=new

object();

棧物件的優勢是在適當的時候自動生成，又在適當的時候自動銷毀，不需要程式設計師操心；而且棧物件的建立速度一般較堆物件快，因為分配堆物件時，會呼叫

operator

new操作，

operator

new會採用某種記憶體空間搜尋演算法，而該搜尋過程可能是很費時間的，產生棧物件則沒有這麼麻煩，它僅僅需要移動棧頂指標就可以了。但是要注意的是，通常棧空間容量比較小，一般是1mb～2mb，所以體積比較大的物件不適合在棧中分配。特別要注意遞迴函式中最好不要使用棧物件，因為隨著遞迴呼叫深度的增加，所需的棧空間也會線性增加，當所需棧空間不夠時，便會導致棧溢位，這樣就會產生執行時錯誤。

堆物件，其產生時刻和銷毀時刻都要程式設計師精確定義，也就是說，程式設計師對堆物件的生命具有完全的控制權。我們常常需要這樣的物件，比如，我們需要建立乙個物件，能夠被多個函式所訪問，但是又不想使其成為全域性的，那麼這個時候建立乙個堆物件無疑是良好的選擇，然後在各個函式之間傳遞這個堆物件的指標，便可以實現對該物件的共享。另外，相比於棧空間，堆的容量要大得多。實際上，當物理記憶體不夠時，如果這時還需要生成新的堆物件，通常不會產生執行時錯誤，而是系統會使用虛擬記憶體來擴充套件實際的物理記憶體。

那麼如何限制類物件只能在堆或者棧上建立呢？下面分別進行討論。

1、只能在堆上分配類物件，就是不能靜態建立類物件，即不能直接呼叫類的建構函式。

容易想到將建構函式設為私有。在建構函式私有之後，無法在類外部呼叫建構函式來構造類物件，只能使用new運算子來建立物件。然而，前面已經說過，new運算子的執行過程分為兩步，c++提供new運算子的過載，其實是只允許過載operator new()函式，而operatornew()函式只用於分配記憶體，無法提供構造功能。因此，這種方法不可以。

當物件建立在棧上面時，是由編譯器分配記憶體空間的，呼叫建構函式來構造棧物件。當物件使用完後，編譯器會呼叫析構函式來釋放棧物件所佔的空間。編譯器管理了物件的整個生命週期。如果編譯器無法呼叫類的析構函式，情況會是怎樣的呢？比如，類的析構函式是私有的，編譯器無法呼叫析構函式來釋放記憶體。所以，編

譯器在為類物件分配棧空間時，會先檢查類的析構函式的訪問性，其實不光是析構函式，只要是非靜態的函式，編譯器都會進行檢查。如果類的析構函式是私有的，則編譯器不會在棧空間上為類物件分配記憶體。因此，將析構函式設為私有，類物件就無法建立在棧上了。**如下：

class a
void destory()
private:
~a(){}
};

試著使用a a;來建立物件，編譯報錯，提示析構函式無法訪問。這樣就只能使用new操作符來建立物件，建構函式是公有的，可以直接呼叫。類中必須提供乙個destory函式，來進行記憶體空間的釋放。類物件使用完成後，必須呼叫destory函式。

上述方法的缺點：

一、無法解決繼承問題。如果a作為其它類的基類，則析構函式通常要設為virtual，然後在子類重寫，以實現多型。因此析構函式不能設為private。還好c++提供了第三種訪問控制，protected。將析構函式設為protected可以有效解決這個問題，類外無法訪問protected成員，子類則可以訪問。

二、類的使用很不方便，使用new建立物件，卻使用destory函式釋放物件，而不是使用delete。（使用delete會報錯，因為delete物件的指標，會呼叫物件的析構函式，而析構函式類外不可訪問）這種使用方式比較怪異。為了統一，可以將建構函式設為protected，然後提供乙個public的static函式來完成構造，這樣不使用new，而是使用乙個函式來構造，使用乙個函式來析構。**如下，類似於單例模式：

class a
~a(){}
public:
static a* create()
void destory()
};

這樣，呼叫create()函式在堆上建立類a物件，呼叫destory()函式釋放記憶體。

2、只能在棧上分配類物件

只有使用new運算子，物件才會建立在堆上，因此，

只要禁用new運算子就可以實現類物件只能建立在棧上。

雖然你不能影響new operator的能力（因為那是c++語言內建的），但是你可以利用乙個事實：new operator 總是先呼叫 operator new,而後者我們是可以自行宣告重寫的。因此，

將operator new()設為私有即可禁止物件被new在堆上。**如下：

class a
// 注意函式的第乙個引數和返回值都是固定的
void operator delete(void* ptr){} // 過載了new就需要過載delete
public:
a(){}
~a(){}
};

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