为多态基类声明virtual析构函数

最新推荐文章于 2025-01-15 11:39:59 发布
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本文探讨了在C++中为何基类需要声明virtual析构函数，特别是在涉及多态和派生类的情况下。当通过基类指针删除派生类对象时，若基类的析构函数不是virtual，则可能导致资源泄漏。文章提供了具体的代码示例和解决方案。

一、中心内容

1、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；

2、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。

二、内容简介

1、资源泄漏

class TimeKeeper{

public:

    TimeKeeper();

    ~TimeKeeper();

    ......

};

class AtomicClock: public TimeKeeper{...};

class WaterClock: public TimeKeeper{...};

class WristWatch: public TimeKeeper{...};

int main

{

    TimeKeeper* ptk = getTimeKeeper();//getTimekeeper（）返回一个指针，指向一个派生类的动态分配的指针

    ......

    delete ptk;

}

note:

1、问题出在基类的析构函数不是virtual的；

因为getTimeKeeper（）返回的指针指向一个派生类对象，而那个对象却经由一个基类指针被删除，所以可能会造成对象的衍生部分没有被销毁，造成“局部销毁”的现象。

2、解决办法：给基类加上一个virtual析构函数

class TimeKeeper{

public:

    TimeKeeper();

   virtual  ~TimeKeeper();

    ......

};

任何class只要带有virtual函数几乎确定应该也有一个virtual析构函数


2、若class不含virtual函数，通常表示它并不意图被用作一个基类

    这时候不要令析构函数为virtual！！！

（1）一般不要继承不含任何virtual函数的类。比如：string，vector， list， set......

（2）抽象类

抽象类是由pure virtual析构函数导致的，它不能够实体化，也就是说不能为其创建对象。

所以当你希望有一个抽象类时，为其声明一个pure virtual析构函数。。

e.g

class AWOV{

public:

    virtual ~AWOV() = 0;//声明一个pure virtual析构函数

};

AWOV::~AWOV（）｛｝//还得给此析构函数一个定义，不然连接器会出错


note：

析构函数的运作方式：

先调用最深层次的那个class的析构函数最先被调用，然后是其每一个基类class的析构函数被调用


多态基类声明virtual析构函数
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10-28 350
virtual析构函数 C++多态
为多态基类声明virtual析构函数吧
知至智
10-19 916
在《C++ primer》，以及在Meyers的《Effective C++》《More Effective C++》中都提到过virtual析构函数，在这里做一下总结。 class Base{ public:     Base();     ~Base();     ... };   class Derive：public Base{...
条款7：为多态基类声明virtual析构函数
月已满西楼的博客
05-08 563
一般来讲如果基类类对象里如果申请了空间，基类对象的析构函数就应该声明为virtual析构函数，否则容易造成内存泄露。 　　举个栗子： 　　#include<iostream> using namespace std; class Base { public: Base(){ cout << "base 构造" << endl; } // virtual ~Base(){cout
Effective C++ 之【条款7：为多态基类声明virtual析构函数】
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虚析构函数的运作方式是，最深层派生的那个类的析构函数最先被调用，然后是其上的基类的析构函数被依次调用。C++明确指出，当derived class对象经由一个base class指针被删除，而base class带有一个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。这样Point对象也不能塞入到一个64-bit的缓存器了，C++的Point对象就不能再和其他语言（如C）的相同声明具备一样的结构了，因此也无法传递至其他语言写的函数中去了。
《Effective C++》条款七：为多态基类声明virtual析构函数
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03-15 325
多态基类：顾名思义，是为了实现多态的基类。也就是说当一个类准备作为基类使用，且这个类中有虚函数的话，那么就应该给这个类加上虚析构函数。而非基类或者不用于多态的基类，就不要加。下面来具体分析一下： 严格来说，多态分为编译时多态和运行时多态，编译时多态是函数的重载，而运行时多态则是迟绑定技术，即根据基类指针或引用的实际指向来决定采取何种行动，一般来说，多态特指运行时多态。下面我们来举有关C++多态的...
【复读EffectiveC++07】条款07：为多态基类声明virtual析构函数
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03-13 655
带多态性质的基类应该声明一个virtual析构函数或如果类带有任何virtual函数，也应该拥有一个virtual析构函数。 类的设计目的如果不是作为基类使用，或不是为了具备多态性，那就不该声明virtual析构函数。
Effective C++ 条款7：为多态基类声明virtual析构函数
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使用多态时，必须要让父类base class 的析构函数 成为virtual的析构函数 （否则，就会出现在释放指向子类对象的父类指针时(这是使用多态必须写的语句)，会因为无法释放子类部分的内存而导致内存的泄露问题） 请看以下代码： #include<iostream> using namespace std; class TimeKeeper { public: TimeKeeper() { cout << "调用TimeKeeper的构造函数" << end
[Effective C++系列]－为多态基类声明Virtual析构函数
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07-23 167
Declare destructors virtual in polymorphic base classes. ［原理］ C++指出，当derived class对象经由一个由base class类型的指针删除时，如果这个base class 拥有一个non－virtual的析构函数，那个析构的结果将是未定义的。即通常情况下是该对象的base class成分会被析构掉，但是其d...
条款07：为多态基类声明virtual析构函数
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有许多种做法可以记录时间，因此，设计一个TimeKeeper base class和一些derived classes作为不同的计时方法，相当合情合理： class TimerKeeper{ public: TimeKeeper(); ~TimeKeeper(); ... }; class AtomicClock:public TimeKeeper{...];...
必须为多态基类声明 virtual 析构函数
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01-07 328
class Animal { public: Animal() { cout } virtual ~Animal() { cout } virtual void MakeSound() const = 0 {} }; class Cat :public Animal { public: Cat() { cout } ~Cat() { cout
C++经验（三）--为多态基类声明virtual析构函数
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在设计模式工厂（factory）模式中，我们通常会返回一个指针，指向一个子类。即返回一个base class的指针，指向一个新生成的derived class的对象。 class Base { public: Base(){} ~Base(){} ... }; class Derived1 : public Base{...} class Derived2 : public Base{...} class Derived3 : public Base{...} 像下面的函数，返回
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一般情况下，如果classs
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在C++中，继承类对象经由一个基类指针被删除，而该基类带着一个non-virtual析构函数，其结果是未定义的—实际执行是通常发生的是对象的继承成分没有被销毁。解决办法：给基类一个virtual析构函数。因此引出了我们今天的主题。 1. 任何类只要带有virtual函数都几乎确定应该也有一个virtual析构函数。如果类不含有virtual函数，通常便是它并不意图被用做一个基类。当类不企
为什么基类需要虚析构函数才能正确删除派生类对象？
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<think>###为什么基类需要虚析构函数才能正确删除派生类对象？**回答：**基类需要虚析构函数来确保当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，则只会调用基类的析构函数，导致派生类资源泄漏。####详细解释**1.非虚析构函数的问题**当基类析构函数不是虚函数时，通过基类指针删除派生类对象会引发**未定义行为**（通常是派生类部分未被销毁）：```cppclassBase{public:~Base(){cout<<"~Base()\n";}//非虚析构};classDerived:publicBase{public:Derived(){data=newint[100];}//分配资源~Derived(){delete[]data;//释放资源cout<<"~Derived()\n";}private:int*data;};intmain(){Base*obj=newDerived();deleteobj;//仅调用Base::~Base()，导致内存泄漏}```***输出**：仅`~Base()`***后果**：`Derived`的`data`数组未被释放（内存泄漏），`~Derived()`未被调用。**2.虚析构函数的解决方案**将基类析构函数声明为虚函数后：```cppclassBase{public:virtual~Base(){cout<<"~Base()\n";}//虚析构};//Derived类定义不变...intmain(){Base*obj=newDerived();deleteobj;//正确调用Derived::~Derived()->Base::~Base()}```***输出**：```~Derived()~Base()```***调用链**：`deleteobj`→调用虚析构函数→根据动态类型`Derived`调用`Derived::~Derived()`→自动调用基类析构函数`Base::~Base()`####技术原理**虚析构函数的动态绑定机制**-**虚函数表（vtable）**：当类有虚函数时，编译器为其生成虚函数表，其中包含所有虚函数地址（包括析构函数）。-**析构函数调用过程**：1.通过基类指针调用`delete`时，查找虚函数表获得实际析构函数地址。2.先调用派生类析构函数（释放派生类资源）。3.派生类析构函数执行完毕后，自动调用基类析构函数（通过静态绑定）。```mermaidgraphTDA[deletebase_ptr]-->B{基类析构是否虚函数？}B-->|是|C[查虚表调用实际析构函数]C-->D[执行派生类析构函数]D-->E[自动调用基类析构函数]B-->|否|F[直接调用基类析构函数]F-->G[派生类析构未执行→资源泄漏]```####最佳实践1.**基类设计规则**-如果类可能被继承（作为基类），**必须声明虚析构函数**。-即使基类不需要析构逻辑，也应提供空实现的虚析构函数：```cppclassAbstractBase{public:virtual~AbstractBase()=default;//C++11风格};```2.**最终类（禁止继承）的优化**若类不应被继承（C++11起可用`final`关键字），可不使用虚析构函数以避免虚表开销：```cppclassFinalClassfinal{//禁止继承public:~FinalClass(){...}//非虚析构};```3.**抽象类的纯虚析构函数**纯虚析构函数仍需提供实现（因为派生类析构会隐式调用它）：```cppclassAbstractBase{public:virtual~AbstractBase()=0;//纯虚声明};//必须提供实现（在类外）AbstractBase::~AbstractBase(){}//空实现```####常见错误场景-**STL容器存储基类指针**：```cppstd::vector<Base*>vec;vec.push_back(newDerived());//若~Base()非虚，delete时发生资源泄漏```-**智能指针使用**：```cppstd::unique_ptr<Base>p=std::make_unique<Derived>();//若~Base()非虚，同样导致派生类析构未被调用```---§§相关问题§§:1.虚析构函数的实现原理是什么？2.纯虚析构函数为什么需要提供实现？3.使用`final`关键字修饰的类是否还需要虚析构函数？4.在多继承场景下，虚析构函数如何工作？</think>### 为什么基类需要虚析构函数才能正确删除派生类对象？ **答案：** 基类需要虚析构函数是为了确保当通过基类指针删除派生类对象时，能够正确调用完整的析构函数链（包括派生类的析构函数）。如果基类析构函数不是虚函数，则只会调用基类的析构函数，导致派生类资源泄漏。 #### 详细解释 ##### 1. 非虚析构函数的问题 当基类析构函数不是虚函数时，通过基类指针删除派生类对象会导致**派生类析构函数不被调用**： ```cpp #include <iostream> using namespace std; class Base { public: ~Base() { cout << "Base destructor\n"; } // 非虚析构函数 }; class Derived : public Base { public: ~Derived() { cout << "Derived destructor\n"; } // 不会被调用 }; int main() { Base* obj = new Derived(); delete obj; // 仅调用 Base::~Base() return 0; } ``` **输出结果：** ``` Base destructor ``` **问题：** - `Derived` 的析构函数未被调用 - 如果 `Derived` 持有资源（如动态内存、文件句柄等），会导致资源泄漏 ##### 2. 虚析构函数的解决方案 将基类析构函数声明为虚函数后： ```cpp class Base { public: virtual ~Base() { cout << "Base destructor\n"; } // 虚析构函数 }; // Derived 类保持不变... int main() { Base* obj = new Derived(); delete obj; // 正确调用派生类析构函数 return 0; } ``` **输出结果：** ``` Derived destructor Base destructor ``` **关键机制：** 1. **动态绑定**：虚析构函数通过虚函数表（vtable）实现动态绑定 2. **调用顺序**： - 先调用派生类析构函数 - 自动调用基类析构函数（通过静态绑定） 3. **内存释放**： ```mermaid graph LR A[delete base_ptr] --> B[查虚表找实际析构函数] B --> C[调用Derived::~Derived] C --> D[执行派生类资源释放] D --> E[自动调用Base::~Base] E --> F[执行基类资源释放] ``` #### 技术原理深度解析 1. **对象内存布局**： ```cpp Derived object memory: [vptr] -> Derived vtable [Base members] [Derived members] ``` - `vptr` 指向包含析构函数地址的虚表 2. **虚表结构**： ``` Derived vtable: [0] Destructor address: Derived::~Derived [1] Other virtual functions... ``` 3. **删除操作的本质**： ```cpp // delete obj 的等价操作 if (obj != nullptr) { // 1. 通过vptr查找析构函数 void (*dtor)(void*) = obj->vptr[0]; // 2. 调用实际析构函数 dtor(obj); // 调用Derived::~Derived // 3. 释放内存 operator delete(obj); } ``` #### 关键应用场景 1. **多态对象处理**： ```cpp class Shape { public: virtual ~Shape() = default; // 必须为虚析构 virtual void draw() const = 0; }; class Circle : public Shape { // 资源管理 vector<double> vertexData; public: void draw() const override { /*...*/ } ~Circle() { /* 释放vertexData资源 */ } }; int main() { Shape* shape = new Circle(); // ... 使用shape ... delete shape; // 必须调用Circle::~Circle } ``` 2. **智能指针的正确使用**： ```cpp std::unique_ptr<Base> ptr = std::make_unique<Derived>(); // 当ptr离开作用域时： // 如果~Base()非虚 → 仅调用Base析构函数 // 如果~Base()为虚 → 正确调用Derived和Base析构函数 ``` #### 特殊注意事项 1. **抽象类的纯虚析构函数**： ```cpp class AbstractBase { public: virtual ~AbstractBase() = 0; // 纯虚声明 }; // 必须提供实现（派生类析构会隐式调用它） AbstractBase::~AbstractBase() {} ``` 2. **继承体系中的层级处理**： - 只要最顶层基类有虚析构函数，所有派生类都会受益 - 中间层的虚析构函数声明是好的实践但不是绝对必要 3. **性能考量**： - 虚析构函数会增加虚表指针（vptr）开销（每个对象8字节） - 在性能敏感场景，对不会被继承的类使用`final`关键字避免虚函数开销 ---
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