5法则（对于构造函数和析构函数）是否过时了？

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5 规则指出，如果一个类有一个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/析构函数适用于聚合数据结构。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，不能将所有资源管理类都使用智能指针转换为聚合数据结构吗？

例子：

// 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
};

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

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

AII 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

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，你不能 copy ResourceManager，但如果你想要不同的行为，你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的构造函数的唯一原因是：

  1. 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）。
  2. 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。

我在这里错过了什么吗？

回答

规则的全称是3/5/0 的规则。

它没有说“总是提供所有五个”。它说，你必须要么提供三，五，或没有。

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，则不能这样做。

  • Let's say you need to have a pointer that points to a member. If you copy the object, you need to update this pointer. Thus, you need a custom (or deleted) copy constructor and assignment operator. You don't need a destructor.
  • @Mark This requires `=delete`ing copy operations, which IMO counts as providing them for the purposes of the rule of 3.
  • Event this version of the rule isn't one that should *always* be followed. There are exceptions.

回答

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还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;
};

不保证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。

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 的规则。

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（可能是隐藏在内部隐藏静态变量（/ ）中的句柄），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）所以你必须编写自己的 RAII 对象。intXXX_Init()XXX_Close()

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

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

    回答

    如前所述，完整规则是 0/3/5 规则；通常实施其中的 0 个，如果您实施任何一个，则实施其中的 3 或 5 个。

    在少数情况下，您必须实现复制/移动和销毁操作。

    1. 自参考。有时一个对象的部分引用对象的其他部分。当您复制它们时，它们会天真地引用您从中复制的另一个对象。
    2. 智能指针。有理由实现更多的智能指针。
    3. 比智能指针更普遍的是，资源拥有类型，如vectorsoptional或variants。所有这些都是让用户不关心它们的词汇类型。
    4. 比 1 更通用的对象，其身份很重要。例如，具有外部注册的对象必须在注册存储中重新注册新副本，并且在销毁时必须注销自己。
    5. 由于并发而必须小心或花哨的情况。例如，如果您有一个mutex_guarded<T>模板并且您希望它们是可复制的，则默认复制不起作用，因为包装器具有互斥锁，并且无法复制互斥锁。在其他情况下，您可能需要保证某些操作的顺序，进行比较和设置，甚至跟踪或记录对象的“本机线程”以检测它何时跨越了线程边界。

      回答

      拥有已经遵循五个规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，强制执行五规则，即使= default在其中，结合-Wdefaulted-function-deleted as error 有助于理解代码。

      要仔细查看您的示例：

      这段代码确实可以很好地转换为：

      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，unique_ptr如果你给它一个自定义析构函数，这可以用 a 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？

      如果您首先需要锁定，然后才能将资源返回到池中进行回收怎么办？你会只拿这个锁一次并返回所有资源还是 1000 次，当你 1 比 1 返回它们时？

      我认为您的推理是正确的，拥有良好的智能指针类型会使 5 的规则不那么相关。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了，这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). 您不再使用第一个变体，到目前为止，您需要调用“擦除”，这突然再次变得相关。

        回答

        该规则经常被误解，因为它经常被发现过于简单化。

        该简化的版本是这样的：如果你需要写的（3/5）特殊方法的至少一个，那么你需要编写所有的（3/5）的。

        实际的、有用的规则：负责手动拥有资源的类应该： 专门处理资源的所有权/生命周期管理；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）。

        简化版本使用这种说法：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，那么它必须实现所有 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。

        总之：在用户代码中，您应该遵循零规则：不要手动管理资源。使用已经为您实现的 RAII 包装器（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。

        一个很好的阅读：https : //en.cppreference.com/w/cpp/language/rule_of_three

          以上是5法则（对于构造函数和析构函数）是否过时了？的全部内容。
          THE END
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