虚析构函数作用

虚析构函数的作用

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杂谈

 

例1:
1  class ITest
2  {
3  public:
 4      virtual void Test() = 0;
5
6  };
7
8  class CTest : public ITest
9  {
10 public:
11     CTest()  { printf("constructor.n"); };
12     ~CTest() { printf("destructor.n"); };
13     virtual void Test() { printf("This is a Test.n"); };
14 };
15
16 void TestMain()
17 {
18     CTest *p1 = new CTest;
19     ^~~~~
 20     p1->Test();
 21     delete p1;
22 }

上述例中,程序会按照设计的意图,正常打印出:

constructor.

This is a Test.

destructor.

但若将第18行改改为:
18     ITest *p1 = new CTest;则输出的结果为:

constructor.

This is a Test.

也就是说,CTest类的析构函数并未调用
现在我们对ITest类做一些改造:
5   virtual ~ITest() {};再次执行程序,则结果显示为:constructor.                                                            
 This is a Test.                                                         
 destructor.

也就是说,我将接口类添加虚析构函数是正确的,即使我们不准备用ITest接口
究其原因,是在delete一个接口类时,由于析构函数不是虚的,系统直接将ITest的析构函数(编译器会自动生成)删除了之,而不去查找真正需要调用的析构函数。

也许,在一个接口类中定义虚的析构函数,会让人产生歧义。而这正是老大嘲笑我的原因所在。
那么,试着换一种定义
1  class ITest
2  {
3  public:
 4      virtual void Test() = 0;
5      virtual ~ITest() = 0
6  };
7  ITest::~ITest() {};  //不要写入定义中

现在语法能够明确表明ITest是一个抽角类,不能产生对象.需要注意的是,第7行必须有实现,否则在链接时会通不过的(因为析构函数、构造函数和其他内部函数不一样,在调用时,编译器需要产生一个调用链)。

再考虑多重继承的情况

例2:
1  class ITest
2  {
3  public:
 4      virtual void Test() = 0;
5
6  };
7
8
9  class IGuest
10 {
11 public:
12     virtual void Guest() = 0;
13
14 };
15
16
17 class CTest : public ITest, public IGuest
18 {
19 public:
20     CTest()  { printf("constructor.n"); };
21     ~CTest() { printf("destructor.n"); };
22     virtual void Test()  { printf("This is a Test.n"); };
23     virtual void Guest() { printf("I am Guest.n"); };
24 };
25
26 void TestMain()
27 {
28     CTest *p1 = new CTest;
29     ^~~~~
 30     p1->Test();
 31     p1->Guest();
 32
33     delete p1;
34 }
35
36 void Test2()
37 {
38     CTest *p1 = new CTest;
39
40     ITest *pTest = dynamic_cast<ITest*>(p1);
41     pTest->Test();
 42     IGuest *pGuest = dynamic_cast<IGuest*>(p1);
43     pGuest->Guest();
 44
45     delete pTest;
46 }

?/P>

执行TestMain函数时,系统会输出以下结果:

 

construstor.                                                            
 This is a Test.                                                         
 I am Guest.                                                             
 destructor.

但以另外一种方式来执行,在某个封装中实现了第28行,然后导出指针供外部使用,如Test2函数所示,则系统输出的结果为:construstor.                                                           
 This is a Test.                                                        
 I am Guest.

CTest的析构函数仍未被调用。
若将第45行改成:
45     delete pGuest系统在显示以上结果时会强出错误提示框。ITest是CTest的第一个继承,两者的地址是一致的,而IGuest则要偏移4个字节,但为什么会导致程序crash,仍未有明确的解释。

将上述代码中缺失的补上:
5      virtual ~ITest() = 0;
7      ITest::~ITest(){};

13     virtual ~IGuest() = 0;
15     IGuest::~IGuest(){};

则不论是TestMain函数,或Test2函数(或者调用delete pGuest),结果都显示正确。

当然,若没有采用封装导出接口,直接对CTest类进行操作,自然不会有遗忘调用析构函数的情况。但无论从程序的健壮性,或者是可扩展性来说,对接口类添加纯虚的析构函数,是百利而无一害的。

 

当然,并不是要把所有类的析构函数都写成虚函数。因为当类里面有虚函数的时候,编译器会给类添加一个虚函数 表,里面来存放虚函数指针,这样就会增加类的存储空间。所以,只有当一个类被用来作为基类的时候,才把析构函数写成虚函数。另外,纯虚析构函数必须有实 现,不然会出现连接错误。

 


/##############################################3

基类虚析构函数问题, 其实, 很简单很基础。 下面我们来看程序:

[cpp]  view plain  copy
  1. #include <iostream>  
  2. using namespace std;  
  3.   
  4. class A  
  5. {  
  6. public:  
  7.     ~A()  
  8.     {  
  9.         cout << "~A" << endl;  
  10.     }  
  11. };  
  12.   
  13. class B : public A  
  14. {  
  15. public:  
  16.     ~B()  
  17.     {  
  18.         cout << "~B" << endl;  
  19.     }  
  20. };  
  21.   
  22. int main()  
  23. {  
  24.     A *p = new B;  
  25.     return 0;  
  26. }  
     结果A,B的析构函数都不会被调用到。 继续看:

[cpp]  view plain  copy
  1. #include <iostream>  
  2. using namespace std;  
  3.   
  4. class A  
  5. {  
  6. public:  
  7.     ~A()  
  8.     {  
  9.         cout << "~A" << endl;  
  10.     }  
  11. };  
  12.   
  13. class B : public A  
  14. {  
  15. public:  
  16.     ~B()  
  17.     {  
  18.         cout << "~B" << endl;  
  19.     }  
  20. };  
  21.   
  22. int main()  
  23. {  
  24.     A *p = new B;  
  25.     delete p;  
  26.   
  27.     return 0;  
  28. }  
       结果为:~A


       好, 继续看:

[cpp]  view plain  copy
  1. #include <iostream>  
  2. using namespace std;  
  3.   
  4. class A  
  5. {  
  6. public:  
  7.     virtual ~A()  
  8.     {  
  9.         cout << "~A" << endl;  
  10.     }  
  11. };  
  12.   
  13. class B : public A  
  14. {  
  15. public:  
  16.     ~B()  
  17.     {  
  18.         cout << "~B" << endl;  
  19.     }  
  20. };  
  21.   
  22. int main()  
  23. {  
  24.     A *p = new B;  
  25.     delete p;  
  26.   
  27.     return 0;  
  28. }  
       结果为:

~B
~A

      可见, 应该为多态基类声明virtual析构函数, 否则调用不到派生类的析构函数, 容易造成资源泄露。


      当然, 并不是所有基类的存在都是为了派生、多态的, 比如STL的string类, 所以标准string是不含virtual函数的。 那怎么验证string的析构函数不是virtual函数呢? 很简单, 且看:

[cpp]  view plain  copy
  1. #include <iostream>  
  2. #include <string>  
  3. using namespace std;  
  4.   
  5. class Test : public string  
  6. {  
  7. public:  
  8.     ~Test()  
  9.     {  
  10.         cout << "~Test" << endl;  
  11.     }  
  12. };  
  13.   
  14. int main()  
  15. {  
  16.     string *p = new Test;  
  17.     delete p;  
  18.   
  19.     return 0;  
  20. }  
       从结果看, 没有调用到Test的析构函数。 其实呢, 让一个类去继承string, 这是个很馊很馊的主意。


       OK, 本文先介绍到这里。


<think>嗯,用户想了解C++虚析构函数作用和用法,以及使用场景和实现细节。首先,我需要回忆一下虚析构函数的基本概念。记得在C++中,当一个类被设计为基类,并且可能通过基类指针来删除派生类对象时,必须将基类的析构函数声明为虚函数。否则的话,如果通过基类指针删除派生类对象,可能会导致派生类的析构函数不被调用,从而产生资源泄漏的问题。 比如,假设有一个基类Base和一个派生类Derived。如果Base的析构函数不是虚函数,当使用Base*指针指向一个Derived对象并删除该指针时,只会调用Base的析构函数,而Derived的析构函数不会被调用。这显然是不安全的,因为Derived可能分配了额外的资源,这些资源无法被正确释放。因此,将基类的析构函数设为虚函数可以确保正确调用派生类的析构函数,避免内存泄漏。 接下来,我需要考虑虚析构函数的具体使用场景。根据用户提供的引用,比如引用[4]提到基类析构函数应该是public和virtual,或者protected和非virtual。这说明当基类要被多态使用时,析构函数应该是虚的,并且public;如果基类不作为多态接口,而是需要通过派生类来管理资源,那么析构函数应该是protected的非虚函数,防止直接删除基类指针。 另外,引用[2]提到RAII原则,即资源获取即初始化。虚析构函数在此原则下非常重要,因为资源管理依赖于析构函数的正确调用。如果析构函数没有正确调用,资源可能无法释放,导致泄漏。 然后,关于实现细节,用户提供的引用[3]中展示了成员函数后加const的情况,但这可能与析构函数关系不大。不过,析构函数本身的声明方式需要注意,比如virtual关键字的位置,以及派生类中的析构函数是否也需要声明为虚函数。实际上,一旦基类的析构函数是虚函数,派生类的析构函数会自动成为虚函数,即使没有显式使用virtual关键字,但显式声明可能更清晰。 另外,虚析构函数的实现通常为空,除非需要手动释放资源。但大多数情况下,资源管理应通过成员对象的析构函数或智能指针来处理,遵循RAII原则,如引用[2]所述。 可能还需要讨论何时不需要虚析构函数。例如,如果一个类不作为基类使用,或者不会被多态地通过基类指针删除,那么不需要虚析构函数。这样可以避免虚函数表带来的额外开销。 总结起来,回答的结构应该包括:虚析构函数作用、使用场景(基类多态使用)、实现方法(声明为virtual)、注意事项(派生类析构函数的处理)、以及不适用的情况。同时,结合用户提供的引用,强调遵循RAII原则和正确的内存管理,避免资源泄漏。</think>### C++虚析构函数作用及实现 #### 1. 核心作用 虚析构函数用于**解决基类指针删除派生类对象时的资源泄漏问题**。当通过基类指针操作派生类对象时,若基类析构函数非虚,则只会调用基类析构函数,导致派生类资源未被释放[^4]。例如: ```cpp class Base { public: ~Base() { /* 非虚析构函数 */ } // ❌ 隐患 }; class Derived : public Base { int* res = new int[100]; public: ~Derived() { delete[] res; } // 不会被调用 }; Base* obj = new Derived(); delete obj; // 仅调用Base::~Base() ``` #### 2. 正确实现方式 - **基类声明虚析构函数** 通过`virtual`关键字标记,确保动态绑定: ```cpp class Base { public: virtual ~Base() = default; // ✅ 虚析构函数 }; ``` - **派生类自动继承虚特性** 派生类析构函数无论是否显式声明`virtual`,都会继承虚特性,但建议显式标记: ```cpp class Derived : public Base { public: ~Derived() override { ... } // ✅ override明确语义 }; ``` #### 3. 使用场景分析 | 场景类型 | 析构函数设置 | 典型应用 | |---------|--------------|----------| | 多态基类 | `public virtual` | 工厂模式、接口类 | | 非多态基类 | `protected non-virtual` | 实现继承的辅助基类 | | 最终类(C++11+) | `final`标记类 | 禁止继承的实体类 | #### 4. 关键设计原则 - **RAII资源管理** 虚析构函数应与智能指针(如`std::unique_ptr`)配合,确保资源自动释放[^2] - **零开销抽象** 无虚函数的类无需虚析构,避免虚表(vtable)带来的内存开销 - **C++核心指南建议** 基类要么提供`public virtual`析构函数,要么声明`protected non-virtual`析构函数 #### 5. 典型错误示例 ```cpp class ResourceHolder { FILE* file; public: ~ResourceHolder() { fclose(file); } // 非虚析构函数 }; class ExtendedHolder : public ResourceHolder { int* buffer = new int[1024]; public: ~ExtendedHolder() { delete[] buffer; } // 永远不会执行 }; ResourceHolder* obj = new ExtendedHolder(); delete obj; // 内存泄漏:buffer未被释放 ```
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