0

0

C++中的三法则/五法则/零法则是什么?(如何管理类资源)

冰火之心

冰火之心

发布时间:2026-02-28 16:17:28

|

458人浏览过

|

来源于php中文网

原创

三法则要求手动管理资源时必须手写析构、拷贝构造和拷贝赋值函数,防止浅拷贝导致的双重释放、崩溃等问题;五法则强调添加移动操作后需显式删除不合理的拷贝操作;零法则指出当所有成员均满足raii时可不写任何特殊函数。

c++中的三法则/五法则/零法则是什么?(如何管理类资源)

三法则:什么时候必须手写析构函数、拷贝构造和拷贝赋值

当你在类里手动管理资源(比如用 new 分配内存、fopen 打开文件、pthread_mutex_init 初始化锁),就大概率要自己写这三个函数。编译器生成的默认版本只会做浅拷贝——两个对象指向同一块内存或同一个文件描述符,后续析构时重复释放,直接崩溃。

常见错误现象:double free or corruptionsegmentation fault、文件读写错乱、多线程死锁。

实操建议:

  • 只要类里有裸指针成员(如 int* data)、FILE*void* 等非 RAII 资源,先默认要补全三法则
  • 拷贝构造和拷贝赋值必须深拷贝资源,且确保异常安全(比如分配失败时不能泄露原资源)
  • 析构函数里只负责清理,不抛异常;否则可能打断栈展开
  • 如果类不可拷贝,显式删除:T(const T&) = delete;T& operator=(const T&) = delete;

五法则:移动语义加入后,为什么拷贝操作没被自动禁用

加了移动构造(T(T&&))和移动赋值(T& operator=(T&&))后,编译器不会自动把拷贝操作设为 delete。这意味着你写了移动函数,但用户仍能调用拷贝——而默认生成的拷贝函数大概率出错,因为移动函数往往已把资源“掏空”了。

立即学习C++免费学习笔记(深入)”;

使用场景:容器类(如 MyVector)、网络连接句柄、大图数据缓存等需要高效转移所有权的地方。

实操建议:

  • 一旦提供移动操作,务必同步检查拷贝操作是否还合理;不合理就显式 = delete
  • 移动函数内部应把源对象置为有效但空的状态(如将 ptr 设为 nullptr),避免二次析构
  • 移动操作通常比拷贝快,但不是零成本——比如 std::string 小字符串优化下,移动也可能只是复制 24 字节
  • 注意 noexcept:移动函数标 noexcept 后,std::vector 扩容时才敢用移动而非拷贝

零法则:什么情况下可以一个自定义函数都不写

当类的所有成员都自动满足资源安全(即本身遵守三/五法则),你就不需要写任何特殊成员函数。典型例子是只含 std::stringstd::vectorstd::unique_ptrstd::mutex 的类——它们自己管好了内存、句柄和线程安全。

PhotoAid Image Upscaler
PhotoAid Image Upscaler

PhotoAid出品的免费在线AI图片放大工具

下载

参数差异:零法则成立的前提是「所有成员类型都是可移动且可拷贝的」,且没有裸资源。哪怕加了一个 int*,就立刻退化为三法则场景。

性能影响:零法则下,编译器生成的函数常是 trivial(平凡的),支持 memcpy 级别拷贝,比手写更快更安全。

实操建议:

  • 优先用 RAII 类型替代裸指针/句柄:用 std::unique_ptr 代替 int*,用 std::fstream 代替 FILE*
  • static_assert(std::is_trivially_copyable_v<t>)</t> 检查是否真符合零法则
  • 继承时小心:基类若违反零法则,派生类也自动失效

容易被忽略的细节:= default 不等于没写,也不等于安全

= default 是显式要求编译器生成默认实现,但它只在类满足“平凡性”时才生成真正高效的版本。如果类里有 std::mutex 成员,operator= 即使 = default 也会编译失败——因为 std::mutex 不可拷贝。

另一个坑:在头文件里对模板类写 = default 析构函数,可能引发 ODR 违规;而内联定义(如 ~T() {})反而更稳妥。

实操建议:

  • 不要为了“看起来干净”而随便加 = default;先确认成员是否真的允许默认行为
  • 对含有 std::atomicstd::mutexstd::thread 的类,拷贝操作基本都要 = delete
  • clang -Wdefaulted-function-deletedgcc -Weffc++ 帮忙揪出隐式删除却未声明的问题

资源管理真正的复杂点不在语法,而在所有权边界是否清晰。一个 std::shared_ptr 可能掩盖三个生命周期 bug,而一行 delete ptr; 如果漏掉,程序可能跑一周才崩。

热门AI工具

更多
DeepSeek
DeepSeek

幻方量化公司旗下的开源大模型平台

豆包大模型
豆包大模型

字节跳动自主研发的一系列大型语言模型

通义千问
通义千问

阿里巴巴推出的全能AI助手

腾讯元宝
腾讯元宝

腾讯混元平台推出的AI助手

文心一言
文心一言

文心一言是百度开发的AI聊天机器人,通过对话可以生成各种形式的内容。

讯飞写作
讯飞写作

基于讯飞星火大模型的AI写作工具,可以快速生成新闻稿件、品宣文案、工作总结、心得体会等各种文文稿

即梦AI
即梦AI

一站式AI创作平台,免费AI图片和视频生成。

ChatGPT
ChatGPT

最最强大的AI聊天机器人程序,ChatGPT不单是聊天机器人,还能进行撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。

相关专题

更多
string转int
string转int

在编程中,我们经常会遇到需要将字符串(str)转换为整数(int)的情况。这可能是因为我们需要对字符串进行数值计算,或者需要将用户输入的字符串转换为整数进行处理。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章,欢迎大家前来学习阅读。

870

2023.08.02

c语言const用法
c语言const用法

const是关键字,可以用于声明常量、函数参数中的const修饰符、const修饰函数返回值、const修饰指针。详细介绍:1、声明常量,const关键字可用于声明常量,常量的值在程序运行期间不可修改,常量可以是基本数据类型,如整数、浮点数、字符等,也可是自定义的数据类型;2、函数参数中的const修饰符,const关键字可用于函数的参数中,表示该参数在函数内部不可修改等等。

556

2023.09.20

js 字符串转数组
js 字符串转数组

js字符串转数组的方法:1、使用“split()”方法;2、使用“Array.from()”方法;3、使用for循环遍历;4、使用“Array.split()”方法。本专题为大家提供js字符串转数组的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

638

2023.08.03

js截取字符串的方法
js截取字符串的方法

js截取字符串的方法有substring()方法、substr()方法、slice()方法、split()方法和slice()方法。本专题为大家提供字符串相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

218

2023.09.04

java基础知识汇总
java基础知识汇总

java基础知识有Java的历史和特点、Java的开发环境、Java的基本数据类型、变量和常量、运算符和表达式、控制语句、数组和字符串等等知识点。想要知道更多关于java基础知识的朋友,请阅读本专题下面的的有关文章,欢迎大家来php中文网学习。

1560

2023.10.24

字符串介绍
字符串介绍

字符串是一种数据类型,它可以是任何文本,包括字母、数字、符号等。字符串可以由不同的字符组成,例如空格、标点符号、数字等。在编程中,字符串通常用引号括起来,如单引号、双引号或反引号。想了解更多字符串的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

645

2023.11.24

java读取文件转成字符串的方法
java读取文件转成字符串的方法

Java8引入了新的文件I/O API,使用java.nio.file.Files类读取文件内容更加方便。对于较旧版本的Java,可以使用java.io.FileReader和java.io.BufferedReader来读取文件。在这些方法中,你需要将文件路径替换为你的实际文件路径,并且可能需要处理可能的IOException异常。想了解更多java的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

1068

2024.03.22

php中定义字符串的方式
php中定义字符串的方式

php中定义字符串的方式:单引号;双引号;heredoc语法等等。想了解更多字符串的相关内容,可以阅读本专题下面的文章。

1021

2024.04.29

Golang 测试体系与代码质量保障:工程级可靠性建设
Golang 测试体系与代码质量保障:工程级可靠性建设

Go语言测试体系与代码质量保障聚焦于构建工程级可靠性系统。本专题深入解析Go的测试工具链(如go test)、单元测试、集成测试及端到端测试实践,结合代码覆盖率分析、静态代码扫描(如go vet)和动态分析工具,建立全链路质量监控机制。通过自动化测试框架、持续集成(CI)流水线配置及代码审查规范,实现测试用例管理、缺陷追踪与质量门禁控制,确保代码健壮性与可维护性,为高可靠性工程系统提供质量保障。

0

2026.02.28

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
C# 教程
C# 教程

共94课时 | 10.4万人学习

C 教程
C 教程

共75课时 | 5.1万人学习

C++教程
C++教程

共115课时 | 19.8万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号