[Effective C++]条款07 为多态基类声明virtual析构函数

最新推荐文章于 2025-08-03 09:20:58 发布

风啸葛溪

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分类专栏： Effective C++

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本文探讨了在C++中如何正确使用析构函数来确保内存安全，特别是当涉及到多态性和继承时。强调了基类应声明虚拟析构函数的重要性，并通过示例展示了其效果。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

一、polymorphic（带多态性质的）base classes应该声明一个virtual 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

当derived class 对象经由一个base class 指针被删除，而该base class带着一个non-virtual析构函数，其结果未有定义——实际执行时通常发生的是对象的derived成分没被销毁。
消除方法很简单：给base class一个virtual析构函数

示例：带多态性质的基类声明/不声明一个virtual析构函数

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class TimeKeeper
{
public:
        ~TimeKeeper(){cout << "Call TimeKeeper destructor" << endl;}
	//virtual ~TimeKeeper(){cout << "Call TimeKeeper destructor" << endl;}
};
class AtomicClock: public TimeKeeper{
	~AtomicClock(){cout << "Call AtomicClock destructor "<< endl;}
};

class WaterClock: public TimeKeeper{
	~WaterClock(){cout << "Call WaterClock destructor "<< endl;}
};

TimeKeeper* getTimeKeeper(string type){
	if(type == "AtomicClock") return new AtomicClock();
	else	return new WaterClock();
}

int main(){
	TimeKeeper *ptk = getTimeKeeper("AtomicClock");
	delete ptk;
	return 0;
}

输出：

未添加virtual时：

Call TimeKeeper destructor

添加virtual时：

Call AtomicClock destructor

Call TimeKeeper destructor

二、classes的设计目的如果不是作为base classes使用，或不是为了具备多态性，就不该声明virtual 析构函数

欲实现出virtual函数，对戏那个必须携带默写信息，主要用于在运行期决定哪一个virtual函数被调用。这份信息通常由一个所谓vptr（virtual table pointer）指针指出。vptr指向一个函数指针构成的数组，称为vtbl（virtual table）；每一个带有virtual函数的class都有一个相应的vtbl。

示例：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Point1{
public:
	~Point1(){};
private:
	int x, y;
};


class Point2{
public:
	virtual ~Point2(){};
private:
	int x, y;
};

int main(){
	Point1 p1;
	Point2 p2;
	cout <<"Class Point1'size:"<<sizeof(p1) << endl;
	cout <<"Class Point2'size:"<<sizeof(p2) << endl;

	return 0;
}

输出：

Class Point1'size:8 //两个int类型，故4+4=8
Class Point2'size:12//两个int类型，加上一个虚表指针vptr，故4+4+4=12

为一个Point类添加一个vptr会增加其对象大小达50%~100%！

不要企图继承一个标准容器或者其他包含“non-trivial 析构函数”的class，包括标准string和所有STL容器如, vector, list, set tr1::unordered_map等。

class SpecialString: public string{ };  //std::string有个non-virtual析构函数
    
SpecialString* pss = new SpecialString("Impending Doom");  
std::string* ps;  
……
ps =pss;              //SpecialString* => std::string*
……
delete ps;          //未有定义！现实中*ps的SpecialString资源会泄漏，因为SpecialString析构函数没被调用

标准string 不含任何virtual函数，delete指向SpecialString类型的指针，只会调用string类的析构函数，不会调用SpecialString的析构函数，现实中*ps的SpecialString资源会泄漏。

析构函数的运作方式是，最深层派生（most derived）的那个clas其析构函数最先被调用，然后是其每一个base class的析构函数被调用。