c++ - 如何禁止在工厂方法之外创建/复制 obj？

Question

我有一个类，它具有非常重的负载，因此创建/复制/移动此类的实例非常昂贵。由于在应用程序完成初始化后它们不会更改，因此无需创建此类的临时对象。我只需要在容器 (std::map) 中缓存对象，并在需要时提供“const 引用”。

必须强调的是，我正在寻找一种解决方案，可以避免在将对象添加到容器之前进行双重创建或不必要的复制(我认为@getsoubl 提出的解决方案无法解决问题，因为它不能消除双倍创建或不必要的复制)。

所以我想将构造方法安排到类主体的“私有(private)/ protected ”部分，以禁止在“工厂方法”之外进行任何创建/复制/移动。以下是我的原始解决方案:

class MyClass {
public:
   // methods of the class
   static const MyClass & findObject( int iKey ) {
      auto pair = mapObjects.try_emplace( iKey, iKey );
      if ( pair.second )
         cout << "New object has been created" << endl;

      return pair.first->second;
   };

   // deleted
   MyClass() = delete;
   MyClass( MyClass & ) = delete;
   MyClass( MyClass && ) = delete;
   MyClass( const MyClass & ) = delete;
   MyClass( const MyClass && ) = delete;
   MyClass & operator=( MyClass & ) = delete;
   MyClass & operator=( MyClass && ) = delete;
   MyClass & operator=( const MyClass & ) = delete;
   MyClass & operator=( const MyClass && ) = delete;

private:
   // vars of the class
   static map<int, MyClass> mapObjects;

   // vars of instance
   string some_heavy_payload;

   // methods of instance
   MyClass( int iKey ) : 
     some_heavy_payload( std::to_string( iKey ) ) {};
};

map<int, MyClass> MyClass::mapObjects;

int main() {
   const MyClass & obj = MyClass::findObject( 1 );
   return EXIT_SUCCESS;
};

但我陷入了一个矛盾，即“std::try-emplace”不能同时调用 MyClass 的构造函数。编译器报告:“错误:‘MyClass::MyClass(int)’在此上下文中是私有(private)的”。

所以我尝试了解决方案2:

class MyClass {
public:
   // methods of the class
   static const MyClass & findObject( int iKey ) {
      if ( mapObjects.find( iKey ) == mapObjects.cend() )
         mapObjects[iKey] = MyClass( iKey );

      return mapObjects[iKey];
   };

   // deleted
   MyClass() = delete;
   MyClass( MyClass & ) = delete;
   MyClass( MyClass && ) = delete;
   MyClass( const MyClass & ) = delete;
   MyClass( const MyClass && ) = delete;
   MyClass & operator=( MyClass & ) = delete;
   MyClass & operator=( const MyClass & ) = delete;
   MyClass & operator=( const MyClass && ) = delete;

private:
   // vars of the class
   static map<int, MyClass> mapObjects;

   // vars of instance
   string some_heavy_payload;

   // methods of instance
   MyClass( int iKey ) {
      some_heavy_payload = std::to_string( iKey );
   };
   MyClass & operator=( MyClass && src ) {
      some_heavy_payload = std::move( src.some_heavy_payload );
      return *this;
   };
};

map<int, MyClass> MyClass::mapObjects;

int main() {
   const MyClass & obj = MyClass::findObject( 1 );

   return EXIT_SUCCESS;
};

这次我得到一个错误:“使用已删除的函数‘MyClass::MyClass()’”。我猜这是由 std::map 的“[]”运算符导致的，因为它试图调用 MyClass 的默认构造函数。

我怎样才能完成它？

Answer 1

如果您想锁定创建，只需将 key 传递给允许进入的每个人!

class MyClass {
    class Key {
        Key() = default;
        friend class MyClass;
    };
    MyClass(MyClass const&) = delete;
    MyClass& operator=(MyClass const&) = delete;
    static map<int, MyClass> mapObjects;
public:
    static MyClass const& findObject(int iKey) {
        auto [iter, created] = mapObjects.try_emplace(iKey, Key(), iKey );
        if (created)
            std::cout << "New object has been created\n";
        return iter->second;
    };

    MyClass(Key, int iKey)
    : some_heavy_payload(std::to_string(iKey))
    {}
private:
    string some_heavy_payload;
};