5 法则对于构造函数和析构函数是否过时了？

问题描述

规则 5 规定，如果一个类具有用户声明的析构函数、复制构造函数、复制赋值构造函数、移动构造函数或移动赋值构造函数，那么它必须具有其他 4 个。

但今天我突然明白了：你什么时候需要用户定义的析构函数、复制构造函数、复制赋值构造函数、移动构造函数或移动赋值构造函数？

在我的理解中，隐式构造函数/析构函数对于聚合数据结构来说工作得很好。但是，管理资源的类需要用户定义的构造函数/析构函数。

但是，不能使用智能指针将所有资源管理类转换为聚合数据结构吗？

示例：

// RAII Class which allocates memory on the heap.
class ResourceManager {
    Resource* resource;
    ResourceManager() {resource = new Resource;}
    // In this class you need all the destructors/ copy ctor/ move ctor etc...
    // I haven't written them as they are trivial to implement
};

对比

class ResourceManager {
    std::unique_ptr<Resource> resource;
};

现在示例 2 的行为与示例 1 完全相同，但所有隐式构造函数都可以工作。

当然，您不能复制 ResourceManager，但如果您想要不同的行为，您可以使用不同的智能指针。

关键是当智能指针已经有那些隐式构造函数可以工作时，你不需要用户定义的构造函数。

我认为拥有用户定义构造函数的唯一原因是：

你不能在一些低级代码中使用智能指针（我非常怀疑这种情况）。
您正在自己实现智能指针。

但是，在普通代码中，我看不出有任何理由使用用户定义的构造函数。

我在这里遗漏了什么吗？

解决方法

规则的全名是the rule of 3/5/0。

它没有说“总是提供所有五个”。它表示您必须要么提供三个、五个或一个都不提供。

事实上，最明智的做法往往是不提供这五个中的任何一个。但是，如果您正在编写自己的容器、智能指针或围绕某些资源的 RAII 包装器，则无法做到这一点。

但是，在普通代码中，我看不出有任何理由使用用户定义的构造函数。

用户提供的构造函数也允许保持一些不变性，因此与规则 5 正交。

例如一个

struct clampInt
{
    int min;
    int max;
    int value;
};

不确保 min < max。所以封装数据可能提供这种保证。聚合并不适合所有情况。

您什么时候需要用户定义的析构函数、复制构造函数、复制赋值构造函数、移动构造函数或移动赋值构造函数？

现在关于 5/3/0 规则。

确实应该首选 0 规则。

可用的智能指针（我包括容器）用于指针、集合或 Lockables。但是资源不是必需的指针（可能是隐藏在 int 中的句柄、内部隐藏的静态变量 (XXX_Init()/XXX_Close())），或者可能需要更高级的处理（对于数据库，在范围结束时自动提交或在异常情况下回滚），因此您必须编写自己的 RAII 对象。

您可能还想编写并不真正拥有资源的 RAII 对象，例如作为 TimerLogger（写入“范围”使用的经过时间）。

另一个通常必须为抽象类编写析构函数的时刻，因为您需要虚拟析构函数（并且可能的多态复制由虚拟 clone 完成）。

拥有已经遵循五法则的良好封装概念确实确保您不必担心它。也就是说，如果您发现自己处于必须编写一些自定义逻辑的情况，它仍然成立。想到的一些事情：

您自己的智能指针类型
必须注销的观察者
C 库的包装器

接下来，我发现一旦你有足够的组合，就不再清楚类的行为将是什么。赋值运算符可用吗？我们可以复制构造类吗？因此，强制执行 5 规则，即使其中包含 = default，并结合 -Wdefaulted-function-deleted 作为错误有助于理解代码。

仔细查看您的示例：

// RAII Class which allocates memory on the heap.
class ResourceManager {
    Resource* resource;
    ResourceManager() {resource = new Resource;}
    // In this class you need all the destructors/ copy ctor/ move ctor etc...
    // I haven't written them as they are trivial to implement
};

这段代码确实可以很好地转换为：

class ResourceManager {
    std::unique_ptr<Resource> resource;
};

但是，现在想象一下：

class ResourceManager {
    ResourcePool &pool;
    Resource *resource;

    ResourceManager(ResourcePool &pool) : pool{pool},resource{pool.createResource()} {}
    ~ResourceManager() { pool.destroyResource(resource);
};

同样，如果你给它一个自定义析构函数，这可以用 unique_ptr 来完成。但是，如果您的类现在存储了大量资源，您是否愿意支付额外的内存成本？

如果在将资源返回到池中进行回收之前首先需要锁定怎么办？你会只拿这个锁一次并返回所有资源还是 1000 次 1 对 1 返回？

我认为您的推理是正确的，拥有良好的智能指针类型会降低 5 规则的相关性。但是，正如本答案中所指出的，总有一些情况需要您去发现。所以说它过时可能有点过时，有点像知道如何使用 for (auto it = v.begin(); it != v.end(); ++it) 而不是 for (auto e : v) 进行迭代。您不再使用第一个变体，到目前为止，您需要调用“擦除”，而这突然再次变得相关。

该规则经常被误解，因为它经常被发现过于简单化。

简化版本是这样的：如果您需要编写至少一个（3/5）特殊方法，那么您需要编写所有（3/5）。

实际有用规则：负责手动拥有资源的类应该：专门处理资源的所有权/生命周期；为了正确地做到这一点，它必须实现所有 3/5 特殊成员。否则（如果您的班级没有资源的手动所有权），您必须将所有特殊成员保留为隐式或默认值（零规则）。

简化版本使用这种修辞：如果您发现自己需要编写 (3/5) 中的一个，那么很可能您的类手动管理资源的所有权，因此您需要实现所有 (3/5)。

示例 1：如果您的类管理系统资源的获取/释放，则它必须实现所有 3/5。

示例 2：如果您的类管理内存区域的生命周期，那么它必须实现所有 3/5。

示例 3： 在您的析构函数中进行一些日志记录。您编写析构函数的原因不是为了管理您拥有的资源，因此您不需要编写其他特殊成员。

结论：在用户代码中，您应该遵循零规则：不要手动管理资源。使用已为您实现此功能的 RAII 包装器（例如智能指针、标准容器、std::string 等）

但是，如果您发现自己需要手动管理资源，请编写一个专门负责资源生命周期管理的 RAII 类。此类应实现所有 (3/5) 特殊成员。

c++raii resource-management smart-pointers

5 法则对于构造函数和析构函数是否过时了？

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