析构函数到底都做了什么

最新推荐文章于 2024-09-22 21:25:13 发布

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本文详细介绍了析构函数的概念及其在类中的应用。析构函数用于释放对象占用的资源并销毁非static数据成员，其名称由波浪号加类名构成。文章解释了析构函数的执行过程，并探讨了其函数体存在的必要性。此外，还提到了智能指针shared_ptr在析构过程中的作用。

析构函数释放对象所使用的资源，并且销毁对象的非static数据成员。

析构函数是类的一个成员函数，名字有波浪号接类名构成。没有返回值，也不接受参数，同时由于析构函数不接受参数，因此它不能重载，所以任何一个类都只具有一个析构函数。

析构函数具有一个函数体和一个析构部分。首先执行函数体，然后执行析构部分，来销毁成员，但是析构部分是隐式的。

其实析构部分就已经把成员给销毁了，那为什么还需要函数体呢？

个人认为是因为隐式销毁一个内置指针类型的成员不会delete它所指向的对象，所以需要函数体来显式销毁一个内置指针类型。

而且当指向一个对象的引用或指针离开作用域时，析构函数不会执行。此处的析构函数是指的这个对象的析构函数，但是我们可以使用智能指针shared_ptr，因为这个指针会执行析构函数，当指向这个对象的智能指针的引用计数变为0的时候，这个对象就自动被释放了。

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qq_40903561的博客

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m0_63997099的博客

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JiesChen的博客

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m2668465307的博客

09-22

2016

以上就是今天要讲的内容，本文介绍了C++中默认成员函数的析构函数，其余默认函数，请关注后续文章。

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析构函数为什么要做虚函数

最新发布

03-28

<think>嗯，用户问的是为什么析构函数要声明为虚函数。这个问题看起来是关于C++的，因为析构函数和虚函数在C++里特别重要。首先，我得回忆一下C++中类的继承和动态多态的相关知识。用户可能已经知道析构函数的作用，即在对象销毁时释放资源。但为什么有时候需要将基类的析构函数设为虚函数呢？可能他们在使用基类指针指向派生类对象时遇到了问题，比如内存泄漏或者未正确调用派生类的析构函数。首先，我得考虑当用基类指针删除派生类对象时会发生什么。如果基类的析构函数不是虚函数，那么编译器会根据指针的类型来调用析构函数，而不是对象的实际类型。这会导致派生类的析构函数没有被调用，从而可能引发资源泄露，比如内存没有释放，文件句柄未关闭等。需要举一个例子来说明问题。比如基类Base有非虚析构函数，派生类Derived有自己的析构函数。当使用Base* ptr = new Derived(); delete ptr;时，只有Base的析构函数被调用，Derived的析构函数没有被执行，导致资源泄漏。这时候如果Base的析构函数是虚函数，就能正确调用Derived的析构函数，再调用Base的析构函数，避免泄漏。另外，用户可能想知道虚析构函数的工作原理。在C++中，如果一个类有虚函数，它通常会有虚函数表（vtable），其中包含指向虚函数的指针。当析构函数声明为虚函数时，派生类的析构函数会覆盖基类的析构函数，确保通过基类指针删除对象时，正确的析构函数链被调用。可能用户也想知道什么时候需要将析构函数设为虚函数。一般来说，如果一个类可能被继承，并且可能通过基类指针来删除对象，那么基类的析构函数必须是虚的。反之，如果一个类不是设计为基类，或者不会被多态使用，析构函数不必是虚函数，避免不必要的开销。此外，用户可能对虚析构函数的性能影响有疑问。虚函数会引入额外的开销，比如虚表指针和间接调用，但在大多数情况下，这种开销可以忽略不计，特别是考虑到正确释放资源的重要性。还需要提到C++11引入的override和final关键字，这些可以帮助防止错误。比如，派生类中的析构函数可以标记为override，确保基类析构函数是虚的。如果基类析构函数不是虚的，编译器会报错，帮助捕获潜在的问题。可能用户还不太清楚虚析构函数在多继承中的表现，这时候需要说明每个基类如果有虚析构函数，其派生类对象会正确调用所有相关析构函数，遵循构造和析构的顺序。总结来说，用户需要理解虚析构函数在保证对象正确销毁中的重要性，特别是在多态使用的情况下。通过基类指针删除派生类对象时，虚析构函数确保整个对象层次结构的析构函数被正确调用，避免资源泄漏。同时，需要指导用户正确使用虚析构函数的情况，以及相关的最佳实践，比如将可能被继承的类的析构函数声明为虚函数，以增强代码的安全性和健壮性。</think>--- ### **一、问题的核心：为什么析构函数需要声明为虚函数？** 在C++中，**虚析构函数**的核心作用是确保**通过基类指针删除派生类对象时，能够正确调用派生类的析构函数**。如果基类析构函数**不是虚函数**，则可能仅调用基类的析构函数，导致派生类的资源未释放，引发内存泄漏或逻辑错误。 --- ### **二、关键机制：动态绑定与多态性** C++通过**虚函数表（vtable）**实现动态多态。当基类析构函数声明为虚函数时： 1. 派生类析构函数会**隐式覆盖基类析构函数**。 2. 通过基类指针删除对象时，实际调用的是**对象实际类型（派生类）的析构函数**，触发完整的析构链。 --- ### **三、具体场景分析** #### **场景1：非虚析构函数导致资源泄漏** ```cpp class Base { public: ~Base() { std::cout << "Base析构\n"; } // 非虚析构函数 }; class Derived : public Base { public: ~Derived() { std::cout << "Derived析构\n"; } // 不会自动调用 }; int main() { Base* ptr = new Derived(); delete ptr; // 仅输出 "Base析构"，Derived析构未执行！ return 0; } ``` **结果**：`Derived`的析构函数未被调用，其资源（如堆内存、文件句柄）未释放。 #### **场景2：虚析构函数修复问题** ```cpp class Base { public: virtual ~Base() { std::cout << "Base析构\n"; } // 虚析构函数 }; class Derived : public Base { public: ~Derived() override { std::cout << "Derived析构\n"; } // 正确覆盖 }; int main() { Base* ptr = new Derived(); delete ptr; // 输出 "Derived析构" → "Base析构" return 0; } ``` **结果**：通过基类指针删除对象时，**派生类析构函数优先执行**，资源正确释放。 --- ### **四、核心规则与实践建议** #### **1. 何时需要虚析构函数？** - 当类**可能被继承**，且可能**通过基类指针删除派生类对象**时，基类析构函数必须声明为虚函数。 - **反例**：若类不会被继承（如工具类、单例），或仅通过具体类型使用，无需虚析构函数。 #### **2. 虚析构函数的工作原理** - **析构顺序**：派生类析构 → 基类析构（与构造顺序相反）。 - **虚表机制**：虚析构函数通过虚函数表动态绑定，确保调用正确的析构函数。 #### **3. C++11后的最佳实践** - 使用`override`明确派生类析构函数的意图： ```cpp class Derived : public Base { public: ~Derived() override { ... } // 显式声明覆盖基类虚析构 }; ``` - 若类设计为不可继承，可用`final`关键字禁止派生： ```cpp class NonInheritable final { ... }; ``` --- ### **五、性能与设计权衡** #### **1. 虚析构函数的开销** - **虚表指针**：每个对象增加一个指针大小（通常4~8字节）。 - **动态绑定**：析构时多一次间接调用（性能影响可忽略）。 - **权衡**：在需要多态的场景下，正确性远大于微小性能损失。 #### **2. 错误设计示例** ```cpp class ResourceHolder { public: ResourceHolder() { data_ = new int[100]; } ~ResourceHolder() { delete[] data_; } // 非虚析构 private: int* data_; }; class ExtendedHolder : public ResourceHolder { public: ExtendedHolder() { file_ = fopen("data.txt", "r"); } ~ExtendedHolder() { fclose(file_); } // 不会被调用！ private: FILE* file_; }; int main() { ResourceHolder* obj = new ExtendedHolder(); delete obj; // 仅释放data_，file_未关闭！ } ``` **问题**：基类`ResourceHolder`未声明虚析构函数，导致`ExtendedHolder`的资源泄漏。 --- ### **六、总结** **虚析构函数的意义**： 1. **保证资源安全**：通过基类指针删除对象时，触发完整的析构链。 2. **多态的必要条件**：虚析构函数是实现多态销毁的关键。 3. **代码健壮性**：避免因继承关系导致的隐蔽资源泄漏。 **实践原则**： - 若类可能作为基类，析构函数必须为虚函数。 - 若类设计为不可继承，使用`final`或非虚析构函数。 - 结合`override`和`final`提高代码可读性和安全性。