Опишите правила пяти и трёх (Rule of Three / Rule of Five) в C++11 и их важность при проектировании классов.

Ответ.

Правило трёх: если класс управляет ресурсом (например, памятью), то при явной реализации одного из следующих методов нужно реализовать и остальные:

• Деструктор
• Копирующий конструктор
• Копирующий оператор присваивания

C++11: Правило пяти – добавились перемещающие операции:

• Перемещающий конструктор
• Перемещающий оператор присваивания

Нарушение этого правила приводит к ошибкам владения ресурсами, таким как двойное удаление или утечка памяти.

Пример кода:

class Buffer {
    char* data;
public:
    Buffer(size_t sz) : data(new char[sz]) {}
    ~Buffer() { delete[] data; }
    Buffer(const Buffer& other)
        : data(new char[strlen(other.data)+1]) { strcpy(data, other.data); }
    Buffer& operator=(const Buffer& other) {
        if (&other != this) {
            delete[] data;
            data = new char[strlen(other.data)+1];
            strcpy(data, other.data);
        }
        return *this;
    }
    // move-семантика в C++11+:
    Buffer(Buffer&& other) noexcept : data(other.data) { other.data = nullptr; }
    Buffer& operator=(Buffer&& other) noexcept {
        if (&other != this) {
            delete[] data;
            data = other.data;
            other.data = nullptr;
        }
        return *this;
    }
};

Вопрос с подвохом.

Достаточно ли реализовать только деструктор, если класс управляет указателем?

Нет. Без копирующих и перемещающих операций при копировании будет происходить двойное удаление памяти. Например:

Buffer a(10);
Buffer b = a; // b и a будут удалять один и тот же указатель!

Примеры реальных ошибок из-за незнания тонкостей темы.

---

История

В платформе агрегирования данных для телекоммуникаций все классы прописывали только деструктор. После рефакторинга структуры случилось массовое падение на double free: копирование объектов производило случайные поведения.

---

История

В проекте мобильной игры забыли реализовать move-конструктор для контейнерного класса буфера. При перемещении объект копировался, что давало лишнее копирование данных и просадки производительности.

---

История

В библиотеке сериализации структуры данных при возврате объекта из функции возвращался временный объект, а копирующий конструктор делал shallow copy указателя. Возникло множество утечек, проявившихся лишь спустя месяцы работы.