为多态基类声明virtual析构函数

文章讨论了在C++中,当基类指针指向动态创建的派生类对象时,如何正确地使用析构函数避免内存泄漏。通过示例代码,解释了如果没有使用虚析构函数,基类指针删除派生类对象时只会调用基类的析构函数,可能导致子类特有的资源未被释放,从而引入内存泄漏的问题。解决方法是将基类的析构函数声明为虚析构函数,确保在多态情况下正确调用子类的析构函数。此外,文章指出,如果类设计不用于继承或多态,不应声明虚析构函数。

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我们知道,有时会让一个基类指针指向用 new 运算符动态生成的派生类对象(类似接口的作用);同时,用 new 运算符动态生成的对象都是通过 delete 指向它的指针来释放的。如果一个基类指针指向用 new 运算符动态生成的派生类对象,而释放该对象时是通过释放该基类指针来完成的,就可能导致程序不正确。

比如,我们有一个钟表的基类 TimeKeeper用来计时,而我们又有原子钟、水钟、腕表等一系列子类,根据工厂模式,我们可以定义一个 getAtomicClock函数来获得一个原子钟指针,然后用基类指针TimeKeeper来指向它们,其他子类也是同理,这个TimeKeeper就相当于一个接口

#include <iostream>
using namespace std;

class TimeKeeper
{
public:
    TimeKeeper() {};
    ~TimeKeeper() { cout << "TimeKeeper::destrutor" << endl; }
};

// 原子钟
class AtomicClock : public TimeKeeper
{
    ~AtomicClock(){ cout << "AtomicClock::destrutor" << endl; }
}; 
class WaterClock : public TimeKeeper {}; // 水钟
class WristClock : public TimeKeeper {}; // 腕表

TimeKeeper* getAtomicClock()
{
    return new AtomicClock;
}

TimeKeeper* getWaterClock()
{
    return new WaterClock;
}

TimeKeeper* getWristClock()
{
    return new WristClock;
}

int main() {
    TimeKeeper* ptk = getAtomicClock();
    delete ptk;
    ptk = getWaterClock();
    ptk = getWristClock();
}


如上面代码所示,我们的三个工厂函数都是用的基类来指向的,因为我们用的 new 来创建对象,所以自然要用 delete 释放掉,可是问题来了,我们的ptk指针是用基类指向子类对象,那么我们释放的时候是调用基类的析构还是子类的析构函数呢?答案是调用基类的析构!因为这里是静态联编,在运行之前,编译器只知道ptk是 TimeKeeper类型的,自然是调用基类的析构,但是我们实例化的是一个子类啊,你调用基类的析构,那子类中万一有一些基类没有的元素呢?那岂不是没有被析构造成内存泄漏了?

因此,为了解决这个问题,就轮到了virtual析构函数的出场了,我们只需要将基类的析构函数声明为虚析构即可!

virtual ~TimeKeeper() { cout << "TimeKeeper::destrutor" << endl; }

发现基类和子类的析构函数都被调用了!所以我们记住:问题的关键在于在实现多态的时候,堆区的内存可能会泄露,这是要用虚析构!

如果是引用的话,哪怕是多态不在堆区就不需要虚析构了:

AtomicClock ac;
TimeKeeper& ptk = ac;

程序结束的时候,依然会调用基类和子类的析构函数:

最后让我们再记一条原则:类的设计目的如果不是作为基类使用,或者不是为了具备多态性,就不该声明虚析构函数!

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