5 法则（针对构造函数和析构函数）是否过时了？

Question

5 的规则指出，如果 class 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，则它必须具有其他 4 个。

但今天我恍然大悟：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？

据我所知，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 classes 需要用户定义的构造函数/析构函数。

但是，不是所有的资源管理class都可以使用智能指针转换成聚合数据结构吗？

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

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有效。

当然，你不能复制ResourceManager，但如果你想要不同的行为，你可以使用不同的智能指针。

重点是当智能指针已经有了用户定义的构造函数时，您不需要用户定义的构造函数，因此隐式构造函数可以工作。

我认为拥有用户定义的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。

我是不是漏掉了什么？

Answer 1

规则的全称是the rule of 3/5/0。

它不会说“总是提供所有五个”。它说您必须提供其中的三个、五个或 none。

事实上，最明智的做法往往是不提供这五项中的任何一项。但是，如果您要编写自己的容器、智能指针或围绕某些资源的 RAII 包装器，则不能这样做。

Answer 2

However, in normal code I don't see any reason to use user-defined constructors.

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a

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

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

when do you ever need a user-defined destructor, copy constructor, copy assignment constructor, move constructor, or move assignment constructor?

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。但是资源不是必要的指针（可能是 handle 隐藏在 int，内部隐藏静态变量（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出现异常时回滚）因此您必须编写自己的 RAII 对象。

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

另一个通常需要编写析构函数的时刻是抽象 class，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）。

Answer 3

拥有已经遵循五法则的良好封装概念确实可以确保您不必为此担心。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：

你自己的智能指针类型
必须注销的观察者
C 库的包装器

除此之外，我发现一旦你有足够的组合，就不再清楚 class 的行为是什么。赋值运算符可用吗？我们可以复制构造 class 吗？因此，执行五规则，即使其中包含 = default，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;
};

然而，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。不过，如果你的class现在存储了很多资源，你愿意为内存付出额外的代价吗？

如果您需要先获取锁，然后才能return资源到池中被回收怎么办？你会只拿这个锁一次和 return 所有资源，还是当你 return 他们 1 对 1 时拿 1000 次？

我认为您的推理是正确的，拥有良好的智能指针类型可以降低 5 规则的相关性。但是，正如这个答案中所指出的，总有一些案例可以在您需要的地方被发现。所以说它过时可能有点过分，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) 进行迭代。您不再使用第一个变体，到目前为止，您需要调用 'erase' 这突然又变得相关了。

Answer 4

如前所述，完整规则是 0/3/5 规则；通常执行其中的 0 个，如果你执行任何一个，则执行其中的 3 个或 5 个。

在少数情况下，您必须执行 copy/move 和销毁操作。

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 other 对象。
智能指针。有理由实施更多的智能指针。
比智能指针、资源拥有类型更普遍，如 vectors 或 optional 或 variants。所有这些都是让他们的用户不关心他们的词汇类型。
比 1 更通用，对象的身份很重要。例如，具有外部注册的对象必须向注册存储重新注册新副本，并且在销毁时必须自行注销。
由于并发而不得不小心或花哨的情况。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”以检测它何时跨越线程边界。

Answer 5

该规则经常被误解，因为它经常被发现过于简单化。

简化的版本是这样的：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) ).

实际的、有用的规则：负责手动拥有资源的class应该：专门处理管理资源的ownership/lifetime资源；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 class 没有资源的手动所有权）您必须让所有特殊成员隐式或默认（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) 之一，那么很可能您的 class 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 class 管理系统资源的 acquisition/release，那么它必须实现全部 3/5。

示例 2： 如果您的 class 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： 在您的析构函数中执行一些日志记录。你写析构函数的原因不是为了管理你拥有的资源，所以你不需要写其他特殊成员。

结论：在用户代码中你应该遵循零规则：不要手动管理资源。使用已经为您实现此功能的 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 class。 class 应实现所有 (3/5) 个特殊成员。

很好的读物：https://en.cppreference.com/w/cpp/language/rule_of_three

5 法则（针对构造函数和析构函数）是否过时了？

Is the Rule of 5 (for constructors and destructors) outdated?

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