C++ 零/三/五/六法则

一、零法则 (Rule of Zero)

定义：如果可能，类应该避免声明任何特殊成员函数（析构函数、拷贝构造函数、拷贝赋值运算符、移动构造函数、移动赋值运算符）。

含义：

• 鼓励使用标准库组件（如 std::string, std::vector）来管理资源。
• 让编译器自动生成特殊成员函数。
• 强调composition over inheritance（组合优于继承）的设计原则。

示例：

class User {std::string name;std::vector<int> data;// 无需声明任何特殊成员函数
};

二、三法则

定义：如果一个类需要一个自定义的析构函数、拷贝构造函数或拷贝赋值运算符，它很可能需要全部三个。

含义：

• 这三个函数通常用于管理资源（如动态分配的内存）。
• 如果需要自定义其中一个，通常意味着类在管理某种资源，因此其他两个也可能需要自定义。

示例：

class ResourceHolder {Resource* res;
public:~ResourceHolder() { delete res; }  // 析构函数ResourceHolder(const ResourceHolder& other) : res(new Resource(*other.res)) {}  // 拷贝构造函数ResourceHolder& operator=(const ResourceHolder& other) {  // 拷贝赋值运算符if (this != &other) {delete res;res = new Resource(*other.res);}return *this;}
};

三、五法则

定义：在支持移动语义的 C++11 及以后版本中，如果一个类需要自定义析构函数、拷贝构造函数、拷贝赋值运算符、移动构造函数或移动赋值运算符中的任何一个，它可能需要全部五个。

含义：

• 扩展了三法则，包含了移动语义。
• 确保类能够正确地处理资源的所有权转移。

示例：

class ResourceManager {Resource* res;
public:~ResourceManager() { delete res; }ResourceManager(const ResourceManager& other) : res(new Resource(*other.res)) {}ResourceManager& operator=(const ResourceManager& other) {if (this != &other) {delete res;res = new Resource(*other.res);}return *this;}ResourceManager(ResourceManager&& other) noexcept : res(other.res) {other.res = nullptr;}ResourceManager& operator=(ResourceManager&& other) noexcept {if (this != &other) {delete res;res = other.res;other.res = nullptr;}return *this;}
};

四、六法则

定义：在五法则的基础上，增加一个 swap 函数。

含义：

• swap 函数对于实现高效的拷贝和移动操作非常有用。
• 可以用于实现拷贝和交换习语（copy-and-swap idiom）。

示例（在五法则的基础上添加）：

void swap(ResourceManager& other) noexcept {using std::swap;swap(res, other.res);
}

1. 法则的应用和重要性

零法则：

• 应用：适用于不直接管理资源的类。
• 重要性：
  1. 简化代码：减少手动编写特殊成员函数的需求。
  2. 减少错误：依赖标准库组件的正确实现，降低出错风险。
  3. 提高可维护性：代码更简洁，更易于理解和维护。

三法则：

• 应用：适用于管理自己的资源（如原始指针）的类。
• 重要性：
  1. 资源安全：确保资源在对象生命周期结束时被正确释放。
  2. 一致性：保证对象的拷贝操作与资源管理策略一致。
  3. 防止浅拷贝问题：避免多个对象共享同一资源导致的问题。

五法则：

• 应用：适用于需要精细控制资源管理的类，特别是在需要支持移动语义的情况下。
• 重要性：
  1. 性能优化：通过移动语义提高资源转移的效率。
  2. 完整的资源管理：覆盖所有可能的对象状态转换。
  3. 现代 C++ 兼容：充分利用 C++11 及以后版本的特性。

六法则：

• 应用：在五法则的基础上，为需要高效交换操作的类添加 swap 函数。
• 重要性：
  1. 优化性能：提供高效的对象交换方法。
  2. 简化实现：可用于实现高效的拷贝赋值运算符（copy-and-swap 习语）。
  3. 增强灵活性：为使用该类的代码提供更多优化机会。