C++中多态基类须声明virtual析构函数

本文探讨了C++中为何基类析构函数需声明为虚函数,以避免'局部销毁'和资源泄漏。通过实例展示了虚析构函数在多态释放对象时的重要性,并强调了正确构造与析构顺序。

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结论:

(1)C++中当一个类被用来作为基类时,其析构函数应声明为virtual虚析构函数。如果 class带有任何virtual函数,它就应该拥有一个virtual析构函数;
(2)如果一个类不会被用作基类,就不应该声明virtual虚析构函数,因为这会因为引入虚函数表 以及 虚函数表指针 而引入额外的开销。

这是因为:

派生类对象在构造时,会自动调用基类的默认构造函数;使用 “delete+派生类指针” 的方式释放派生类类型的对象时(delete Derived* ptr),也会自动调用基类的析构函数,这种场景下不存在问题;

但是,如果是用 “delete+基类指针” 的方式释放 派生类对象时(delete Base* ptr),此时只会调用基类的析构函数函数,而不会调用派生类的析构函数,造成“局部销毁”。

导致出现这种现象的原因是:

C++中规定,当派生类对象经由一个基类指针被删除,而该基类带着一个 非虚的析构函数(non-virtual),其结果未有定义 ----- 实际执行时通常发生的现象是 派生类对象中的派生成分没被销毁。 这会造成“局部销毁”,导致资源泄漏。

程序示例:

使用 “delete+派生类指针” 的方式释放派生类对象:

#include <iostream>
using namespace std;

class Base {
public:
    Base() {
        cout << "Base constructor" << endl;
    }
    ~Base() {
        cout << "Base descontructor" << endl;
    }
};

class Derived : public Base {
public:
    Derived() {
        cout << "Derived construtor" << endl;
    }
    ~Derived() {
        cout << "Derived descontructor" << endl;
    }
};

int main() {
    Derived* ptr = new Derived();
    delete ptr;
    
    return 0;
}

------

运行结果:

Base constructor
Derived construtor
Derived descontructor
Base descontructor

使用派生类类型的指针释放派生类对象,此时程序运行正常。

修改程序中的main函数,使用"delete+基类指针"释放派生类对象:

int main() {
    //Derived* ptr = new Derived();
    Base* ptr = new Derived();
    delete ptr;
    
    return 0;
}

------

修改后的运行结果:

Base constructor
Derived construtor
Base descontructor

使用基类类型的指针释放派生类对象,且基类中的析构函数是 非虚函数,此时只调用了基类的析构函数,而没有调用派生类的析构函数,导致派生类中的数据成员没有得到释放,造成资源泄漏。

正确的写法是:
对于一个需要在多态场景下作为基类的类(如果不需要做为基类,且不会发送多态的动态绑定,则无需声明为virtual),其析构函数应该声明为virtual虚函数:

class Base() {
public:
	Base();
	virtual ~Base();
};

另外,关注基类与派生类的构造和析构顺序:

从上面的程序示例中可以看到,派生类在构造时,先调用基类的构造函数,后调用派生类的构造函数;在析构时,会先调用派生类的析构函数,后调用基类的析构函数。这有点类似函数嵌套调用时的作用域的关系:

基类 {
    int a;
    int b;
    
    派生类 {
		int c;
		int d;
	}
}

“派生类的作用域嵌套在基类的作用域之中”,因此“后进入、先退出” 派生类的作用域,即“后调用派生类的构造函数、先调用派生类的析构函数”。

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