Как можно ограничить создание объектов класса в динамической памяти (heap) пользователями этого класса?

Ограничить создание объектов класса в динамической памяти можно, сделав операторы new и delete приватными или защищенными.

1. Приватные операторы new и delete: Это самый строгий способ. Только члены класса и дружественные функции (оператор new[] также нужно объявить приватным).

   class NoHeapAlloc {
   private:
       void* operator new(size_t size);
       void operator delete(void* ptr);
       // Можно также запретить операторы для массивов
       void* operator new[](size_t size);
       void operator delete[](void* ptr);
   
   public:
       NoHeapAlloc() = default;
       // ... другие члены класса
   };
   
   // Использование:
   // NoHeapAlloc* obj = new NoHeapAlloc(); // Ошибка компиляции
   

2. Защищенные операторы new и delete: Позволяет создавать объекты в куче классам-наследникам, но запрещает делать это извне.

   class BaseNoHeapAlloc {
   protected:
       void* operator new(size_t size);
       void operator delete(void* ptr);
       void* operator new[](size_t size);
       void operator delete[](void* ptr);
   
   public:
       BaseNoHeapAlloc() = default;
       // ... другие члены класса
   };
   
   // Наследник может создавать в куче
   class DerivedCanAlloc : public BaseNoHeapAlloc {
   public:
       DerivedCanAlloc() : BaseNoHeapAlloc() {}
       // ...
   };
   
   // Использование:
   // BaseNoHeapAlloc* base_obj = new BaseNoHeapAlloc(); // Ошибка компиляции
   // DerivedCanAlloc* derived_obj = new DerivedCanAlloc(); // OK (если вызывается из члена/друга DerivedCanAlloc)
   
   // Извне все равно запрещено
   // BaseNoHeapAlloc* base_obj_ext = new BaseNoHeapAlloc(); // Ошибка компиляции
   // DerivedCanAlloc* derived_obj_ext = new DerivedCanAlloc(); // Ошибка компиляции (если не из члена класса)
   

В обоих случаях пользователь сможет создавать объекты только на стеке или как члены других классов:

// Правильное использование для NoHeapAlloc при приватных операторах new/delete
NoHeapAlloc obj_on_stack; // OK