设计一个类：只能在堆上创建对象？只能在栈上创建对象？只能创建一个对象？

在C++中，类的对象建立分为两种，一种是静态建立，如A a；另一种是动态建立，如A* ptr=new A；这两种方式是有区别的。

静态建立一个类对象，是由编译器为对象在栈空间中分配内存，是通过直接移动栈顶指针，挪出适当的空间，然后在这片内存空间上调用构造函数形成一个栈对象。使用这种方法，直接调用类的构造函数；
动态建立类对象，是使用new运算符将对象建立在堆空间中。这个过程分为两步，第一步是执行operator new()函数，在堆空间中搜索合适的内存并进行分配；第二步是调用构造函数构造对象，初始化这片内存空间。这种方法，间接调用类的构造函数。

那么如何限制类对象只能在堆或者栈上建立呢？下面分别进行讨论。

只能在堆上创建对象

类对象只能建立在堆上，就是不能静态建立类对象，即不能直接调用类的构造函数。
方法一：
容易想到将构造函数设为私有。在构造函数私有之后，无法在类外部调用构造函数来构造类对象，只能使用new运算符来建立对象。
然而，new运算符的执行过程分为两步，C++提供new运算符的重载，其实是只允许重载operator new()函数，而operator()函数用于分配内存，无法提供构造功能。因此，这种方法不可以。

方法二：
当对象建立在栈上面时，是由编译器分配内存空间的，调用构造函数来构造栈对象。当对象使用完后，编译器会调用析构函数来释放栈对象所占的空间。编译器管理了对象的整个生命周期。
我们试想，如果编译器无法调用类的析构函数，情况会是怎样的呢？

比如，类的析构函数是私有的，编译器无法调用析构函数来释放内存。所以，编译器在为类对象分配栈空间时，会先检查类的析构函数的访问性，其实不光是析构函数，只要是非静态的函数，编译器都会进行检查。如果类的析构函数是私有的，则编译器不会在栈空间上为类对象分配内存。

因此，将析构函数设为私有，类对象就无法建立在栈上了。代码如下：

class  A  
{  
public :  
    A(){}  
    void  destory(){ delete   this ;}  
private :  
    ~A(){}  
};

试着使用A a;来建立对象，编译报错，提示析构函数无法访问。这样就只能使用new操作符来建立对象，构造函数是公有的，可以直接调用。类中必须提供一个destory函数，来进行内存空间的释放。类对象使用完成后，必须调用destory函数。

上述方法的缺点：

无法解决继承问题。如果A作为其它类的基类，则析构函数通常要设为virtual，然后在子类重写，以实现多态。因此析构函数不能设为private。还好C++提供了第三种访问控制，protected。将析构函数设为protected可以有效解决这个问题，类外无法访问protected成员，子类则可以访问。
另一个问题是，类的使用很不方便，使用new建立对象，却使用destory函数释放对象，而不是使用delete。（使用delete会报错，因为delete对象的指针，会调用对象的析构函数，而析构函数类外不可访问）这种使用方式比较怪异。

方法三
为了统一，可以将构造函数设为protected，然后提供一个public的static函数来完成构造，这样不使用new，而是使用一个函数来构造，使用一个函数来析构。代码如下，类似于单例模式：

class  A  
{  
protected :  
    A(){}  
    ~A(){}  
public :  
    static  A* create()  
    {  
        return   new  A();  
    }  
    void  destory()  
    {  
        delete   this ;  
    }  
};

这样，调用create()函数在堆上创建类A对象，调用destory()函数释放内存。

只在栈上生成对象

只有使用new运算符，对象才会建立在堆上，因此，只要禁用new运算符就可以实现类对象只能建立在栈上。将operator new()设为私有即可。
代码如下：

class  A  
{  
private :  
    void * operator  new ( size_t  t){}      // 注意函数的第一个参数和返回值都是固定的   
    void  operator  delete ( void * ptr){}  // 重载了new就需要重载delete   
public :  
    A(){}  
    ~A(){}  
};

只能创建一个对象？

我们可以自定义类对象限制个数。
方法一：在类中创建一个静态变量Count，用来限制可创建的实例的数量。

include <iostream>
class SingleClass
{
public:
    static SingleClass* GetSingleClass()    //静态成员函数
    {
        if (Count > 0)
        //如果Count大于0，那么就调用new创建一个类指针，并且计数Count减1，否则返回NULL
        {
            Count--;
            return new SingleClass();
        }
        else
        {
            return NULL;
        }
    }
private:
    SingleClass(){};
    static int Count;   //静态成员变量Count，不允许在类中初始化。定义为const则可以在这初始化，但是不可更改，不适合在这使用
};

int SingleClass::Count = 1; //Count的初始化，可以自己设置限制创建实例的个数

int main()
{
    SingleClass* test;  //只能通过定义类指针来创建类实例
    test = SingleClass::GetSingleClass();
    return 0;
}

上面程序第一次调用GetSingleClass函数时，可以得到一个正确的类对象指针。如果第二次调用GetSingleClass函数，则会得到NULL。static int Count变量不能在类中初始化，需要在类外初始化。

方法二
在类中创建一个静态类指针变量pSinClass，初始化为NULL，当成功创建一个类实例时，pSinClass不再为NULL，若pSinClass不为NULL，则不能再创建类对象。
程序如下：

#include <iostream>
class SingleClass
{
public:
    static SingleClass* GetSingleClass()    //静态成员函数
    {
        if (pSinClass == NULL)
        //如果pSinClass为NULL，那么就调用new创建一个类指针，否则返回NULL
        {
            pSinClass = new SingleClass();
            return pSinClass;
        }
        else
        {
            return NULL;
        }
    }
private:
    SingleClass(){};
    static SingleClass* pSinClass;   //静态成员变量pSinClass，不允许在类中初始化。定义为const则可以在这初始化，但是不可更改，不适合在这使用
};
SingleClass* SingleClass::pSinClass = NULL; //pSinClass的初始化
int main()
{
    SingleClass* test;  //只能通过定义类指针来创建类实例
    test = SingleClass::GetSingleClass();
    return 0;
}