三/五法则

一、背景

如前所述, 有三个基本操作可以控制类的拷贝操作: 拷贝构造函数、拷贝赋值运算符和析构函数。而且, 在新标准下, 一个类还可以定义一个移动构造函数和一个移动赋值运
算符.
C++语言并不要求我们定义所有这些操作: 可以只定义其中一个或两个, 而不必定义所有。但是, 这些操作通常应该被看作一个整体。通常, 只需要其中一个操作, 而不需要定义所有操作的情况是很少见的。

1、需要析构函数的类也需要拷贝和赋值操作

当我们决定一个类是否要定义它自己版本的拷贝控制成员时, 一个基本原则是首先确定这个类是否需要— 个析构函数。通常, 对析构函数的需求要比对拷贝构造函数或赋值运算符的需求更为明显。如果这个类需要一个析构函数, 我们几乎可以肯定它也需要一个拷贝构造函数和一个拷贝赋值运算符。
我们在练习中用过的HasPtr 类是一个好例子。这个类在构造函数中分配动态内存。合成析构函数不会delete 一个指针数据成员。因此, 此类需要定义一个析构函数来释放构造函数分配的内存。应该怎么做可能还有点儿不清晰, 但基本原则告诉我们, HasPtr 也需要一个拷贝构造函数和一个拷贝赋值运算符。
如果我们为HasPtr 定义一个析构函数,但使用合成版本的拷贝构造函数和拷贝赋值运算符, 考虑会发生什么:

class HasPtr {
public:
  HasPtr(const std: :string &s = std:: string ()) :ps(new std::string(s)), i(O) {}
  ~HasPtr() { delete ps; }  
}

//错误: HasPtr需要一个拷贝构造函数和一个拷贝赋值运算符
//其他成员的定义, 如前

在这个版本的类定义中,构造函数中分配的内存将在HasPtr 对象销毁时被释放。但不幸的是, 我们引入了一个严蜇的错误!这个版本的类使用了合成的拷贝构造函数和拷贝赋值运算符。这些函数简单拷贝指针成员,这意味巷多个HasPtr对象可能指向相同的内存:

/*  HasPtr 是传值参数, 所以将被拷贝 */
HasPtr f(HasPtr hp){ 
HasPtr ret = hp;  //拷贝给定的HasPtr
return ret;  //处理ret
// ret 和hp被销毁
}

当f返回时,hp和ret都被销毁, 在两个对象上都会调用HasPtr的析构函数。此析构函数会delete ret和hp中的指针成员。但这两个对象包含相同的指针值。此代码会导致此指针被delete两次, 这显然是一个错误。将要发生什么是未定义的。此外,f的调用者还是使用传递给f的对象:

HasPtr p("Some values");
f(p);   /* 当 f 结束时,p.ps指向的内存被释放 */
HasPtr q (p);  /* 现在 p 和 q 都指向无效的内存 */
/* p (以及q)指向的内存不再有效, 在hp (或ret!)销毁时它就被归还给系统了。 */

NOTE:如果一个类需要自定义析构函数,几乎可以肯定它也需要自定义拷贝赋值运算
符和拷贝构造函数。

在上面的规则中有个非常重要的例外:

2、需要拷贝操作的类也需要赋值操作, 反之亦然

  • 虽然很多类需要定义所有(或是不需要定义任何) 拷贝控制成员, 但某些类所要完成的工作, 只需要拷贝或赋值操作, 不需要析构函数。
  • zuo为一个例子, 考虑一个类为每个对象分配一个独有的、唯一的序号。这个类需要一个拷贝构造函数为每个新创建的对象生成一个新的、独一无二的序号。除此之外, 这个拷区贝构造函数从给定对象拷贝所有其他数据成员。这个类还需要自定义拷贝赋值运算符来避免将序号赋予目的对象。但是, 这个类不需要自定义析构函数。
  • 这个例子引出了第二个基本原则:如果一个类需要一个拷贝构造函数, 几乎可以肯定它也需要一个拷贝赋值运算符。反之亦然一如果一个类然要一个拷贝赋值运算符, 几乎可以肯定它也需要一个拷贝构造函数。然而, 无论是需要拷贝构造函数还是需要拷贝赋值运算符都不必然意味着也需要析构函数。
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