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C++ 三法则/五法则/零法则是什么?(如何规范管理类的特殊成员)

尼克

尼克

发布时间:2026-02-12 14:26:02

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来源于php中文网

原创

必须手动写析构函数当类持有需显式释放的资源(如new内存、文件描述符、互斥锁),否则必泄漏;拷贝构造与赋值须一起写以防浅拷贝导致重复释放;c++11后应补全移动操作以避免退化为拷贝;零法则适用仅含raii成员且无裸指针的情况。

c++ 三法则/五法则/零法则是什么?(如何规范管理类的特殊成员)

什么时候必须手动写析构函数?

只要类里有需要显式释放的资源(比如 new 出来的内存、打开的文件描述符、持有的互斥锁),就必须写析构函数。不是“建议”,是“不写就泄漏”。

  • 常见错误现象:valgrind 报内存泄漏,或程序运行一阵后崩溃——实际是资源耗尽,比如文件句柄用光
  • 使用场景:封装 C 风格资源(fopen/fclose)、管理裸指针、持有系统句柄(Windows HANDLE、Linux int fd
  • 注意:析构函数不能抛异常(C++11 起默认为 noexcept),否则 std::terminate 直接终止程序

拷贝构造和拷贝赋值函数为什么常要一起写?

因为它们处理的是同一类问题:对象被复制时,资源怎么分?不写或只写一个,编译器生成的默认版本会做浅拷贝,两个对象指向同一块内存,析构时重复释放。

  • 常见错误现象:double free or corruptionsegmentation fault,尤其在函数返回局部对象、容器扩容时高频触发
  • 参数差异:T(const T&) 是构造,T& operator=(const T&) 是赋值;后者必须检查自赋值(if (this == &other) return *this;
  • 性能影响:深拷贝可能很慢;若资源不可复制(如 socket),应禁用拷贝(= delete

C++11 后移动语义怎么改写三法则?

移动构造和移动赋值不是可选项——只要类支持高效转移资源(比如把指针“偷”过来),就必须补上这两个函数,否则移动操作会退化成拷贝。

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  • 使用场景:返回大型对象(std::vector、自定义缓冲区)、频繁插入/删除容器元素
  • 容易踩的坑:移动后源对象必须处于“有效但未指定状态”,不能假设它为空或为零;常见错误是移动后还读 ptr_ 成员而没置空
  • 典型写法:移动构造中用 std::move(other.ptr_) 转移所有权,并立刻把 other.ptr_ = nullptr

零法则:什么情况下可以一个特殊成员都不写?

当类里所有成员都满足“自动正确管理资源”时——也就是只用 std::stringstd::vectorstd::unique_ptr 这类 RAII 类型,且没有裸指针、C 资源或自定义析构逻辑。

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  • 判断依据:删掉所有 ~T()T(const T&)T(T&&) 等函数后,代码仍能正确运行、无泄漏、无重复释放
  • 兼容性影响:零法则类天然支持聚合初始化、constexpr 构造(如果成员也支持),且更易被编译器优化
  • 警告信号:只要加了一个 int* 成员,零法则就立刻失效;别指望编译器替你补逻辑

最常被忽略的点是:析构函数一旦存在,编译器就不再生成移动操作——哪怕你只写了 ~T(),也得手动加 T(T&&)operator=(T&&) 才能获得移动语义。这不是设计选择,是标准硬性规定。

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