c ++接口必须遵守五条规则吗？

Question

在定义接口类时声明实例化方法的正确方法是什么？

出于显而易见的原因,抽象基类需要具有虚拟析构函数.但是,然后给出以下编译警告:"'InterfaceClass'定义了一个非默认的析构函数,但没有定义复制构造函数,复制赋值运算符,移动构造函数或移动赋值运算符",这是"五的规则" ".

我理解为什么一般应该遵守"五规则",但是它仍适用于抽象基类或接口吗？

那么我的意思是:

class InterfaceClass
{
    //  == INSTANTIATION ==
  protected:
    //  -- Constructors --
    InterfaceClass()                      = default;
    InterfaceClass(const InterfaceClass&) = default;
    InterfaceClass(InterfaceClass&&)      = default;

  public:
    //  -- Destructors --
    virtual ~InterfaceClass() = 0;


    //  == OPERATORS ==
  protected:
    //  -- Assignment --
    InterfaceClass& operator=(const InterfaceClass&) = default;
    InterfaceClass& operator=(InterfaceClass&&)      = default;


    //  == METHODS ==
  public:
    // Some pure interface methods here...
};



//  == INSTANTIATION ==
//  -- Destructors --
InterfaceClass::~InterfaceClass()
{
}

它是否正确？这些方法应该= delete改为吗？有没有办法声明析构函数是虚拟的纯粹,同时还有某种方式保持默认？

即使我将析构函数声明为:virtual ~InterfaceClass() = default;,如果我没有明确地默认其他四个,那么我将获得相同的编译器警告.

Tl; dr:满足接口类的"五规则"的正确方法是什么,因为用户必须定义​​虚拟析构函数.

感谢您的时间和帮助!

Answer 1

它是否正确？这些方法应该改为= delete吗？

您的代码似乎正确。当您尝试多态复制派生类时，很明显需要将特殊的复制/移动成员函数定义为默认值和受保护。考虑以下附加代码：

#include <iostream>

class ImplementationClass : public InterfaceClass
{
  private:
    int data;
  public:
    ImplementationClass()
    {
        data=0;    
    };
    ImplementationClass(int p_data)
    {
        data=p_data;
    };
    void print()
    {
        std::cout<<data<<std::endl;
    };
};


int main()
{
    ImplementationClass A{1};
    ImplementationClass B{2};
    InterfaceClass *A_p = &A;
    InterfaceClass *B_p = &B;
    // polymorphic copy
    *B_p=*A_p;
    B.print();
    // regular copy
    B=A;
    B.print();
    return 0;
}

并考虑4个用于在InterfaceClass中定义特殊的复制/移动成员函数的选项。

1. 复制/移动成员函数= 删除

通过在InterfaceClass中删除特殊的复制/移动成员函数，可以防止多态复制：

*B_p = *A_p; // would not compile, copy is deleted in InterfaceClass

这很好，因为多态复制也将无法共同复制派生类中的数据成员。

另一方面，您还可以防止普通复制，因为如果没有基类的复制赋值运算符，编译器将无法隐式生成复制赋值运算符：

B = A; //  would not compile either, copy assignment is deleted in ImplementationClass 

2. 复制/移动特殊成员职能公开

使用复制/移动特殊成员函数作为默认成员和公共成员（或未定义复制/移动成员函数）的情况，普通复制将起作用：

B = A; //will copile and work correctly

但将启用多态复制并导致切片：

*B_p = *A_p; // will compile but not copy the extra data members in the derived class. 

3. 复制/移动未定义的特殊成员函数

如果未定义move＆copy特殊成员函数，则关于copy的行为类似于2：编译器将隐式生成已弃用的copy特殊成员（导致多态切片）。但是，在这种情况下，编译器不会隐式生成移动特殊成员，因此将在可能移动的地方使用复制。

4. 受保护的复制/移动成员功能（您的建议）

使用特殊的复制/移动成员功能作为默认值并受保护，如您的示例所示，您将防止多态复制，这可能导致切片：

*B_p = *A_p; // will not compile, copy is protected in InterfaceClass

但是，编译将显式生成默认的副本分配运算符InterfaceClass，而ImplementationClass将能够隐式生成其副本分配运算符：

B = A; //will compile and work correctly

因此，您的方法似乎是最好，最安全的选择

Answer 2

对于析构函数，如果你想让它既是纯虚拟的又是默认的，你可以在实现中默认它：

class InterfaceClass
{
    //  -- Destructors --
    virtual ~InterfaceClass() = 0;
};

InterfaceClass::~InterfaceClass() = default;

不过，如果析构函数是默认的或空的，则没有太大区别。

现在回答你剩下的问题。

通常，您应该默认设置复制构造函数和赋值运算符。这样，它们就不会阻止在派生类中创建默认赋值运算符和复制构造函数。默认实现是正确的，因为没有可复制的不变量。

因此，如果你想轻松实现Clone方法，删除复制构造函数会有害：

class InterfaceClass
{
    virtual  InterfaceClass* Clone() = 0;
    virtual ~InterfaceClass() = 0;
};

class ImplementationClass : public InterfaceClass
{
public:
    // This will not work if base copy constructor is deleted
    ImplementationClass(const ImplementationClass&) = default; 
    // Writing copy constructor manually may be cumbersome and hard to maintain,
    // if class has a lot of members

    virtual  ImplementationClass* Clone() override
    {
        return new ImplementationClass(*this); // Calls copy constructor
    }
};

另请注意，复制/移动构造函数的默认实现不会意外地违背意图使用 - 因为无法创建抽象基类的实例。因此，您将始终复制派生类，并且它们应该定义复制是否合法。

然而，对于某些类来说，完全复制是没有意义的，在这种情况下，禁止在基类中进行复制/分配可能是明智的。

Tl;dr：这取决于情况，但很可能您最好将它们保留为默认值。