C++ 虚析构函数

类型需要虚析构函数的另外一个特征 是该类型具有指针成员或引用成员。如果有指针成员和引用成员,则该类型通常需要实现析构函数以及拷贝操作。

 

通常,一个实现了析构函数的类型同时也需要实现拷贝构造函数与拷贝复制函数。

 

作为一个经验法则:

如果你有一个带有虚函数功能的类,则它需要一个虚析构函数,原因如下:

 

1. 如果一个类有虚函数功能,它经常作为一个基类使用。

 

2.如果它是一个基类,它的派生类经常使用new来分配。

 

3.如果一个派生类对象使用new来分配,并且通过一个指向它的基类的指针来控制,那么它经常通过一个指向它的基类的指针来删除它(如果基类没有虚析构函数,结果将是不确定的,实际发生时,派生类的析构函数永远不会被调用)。

基类有虚析构函数的话,最底层的派生类的析构函数最先被调用,然后各个基类的析构函数被调用。

 

在C++中,不能声明虚构造函数,但可以声明虚析构函数多态性是指不同的对象对同一消息有不同的行为特性。虚函数作为运行时多态性的基础,主要是针对对象的,而构造函数是在对象产生之前运行的,因此虚构造函数是没有意义的。
      析构函数的功能是在该类对象消亡之前进行一些必要的清理工作,析构函数最好都是virtual的。
      首先解释一下虚构函数和指针之间是如何交互的,以及虚析构函数的具体含义。例如以下代码,其中SomeClass是含有非virtual析构函数的一个类:
      SomeClass *p= new SomeClass;
      . . .  . . .
      delect p;
为p调用delect时,会自动调用SomeClass类的析构函数。现在,再来看看将析构函数标记为virtual之后,会发生什么事情。
     描述析构函数与虚函数机制的交互时,最简单的表述是:将所有析构函数都视为具有相同的名字(即使它们并非真的同名)。例如,假定Derived类是Base类的一个派生类,并假定Base类中的析构函数标记为virtual。现在来分析以下代码:
  Base *pBase= new Derived;
      . . .  . . .
      delect pBase;
为Base调用delect时,会调用一个析构函数。由于Base类中的析构函数标记为virtual,而且指向的对象属于Derived类型,所以会调用Base类中的析构函数。
  应注意的一点是,将析构函数标记为virtual后,派生类所有的析构函数都自动成为virtual的(不管时候用virtual来标记它们)。同样地,这种行为就好象所有析构函数都具有相同的名字(即使事实上不同名)。
  下面说的是将所有析构函数都标记为virtual的好处。假定Base类有一个指针类型的成员变量pB,Base类的构造函数会创建由pB指向的一个动态变量,而Base类的析构函数会删除pB指向的动态变量。另外,假定Base类没有标记为virtual,并假定Derived类(它从Base派生)有一个指针类型的成员变量pD,Derived类的构造函数会创建有pD指向的一个动态变量,而Derived类的析构函数会删除pD指向的动态变量。分析一下以下代码:
  Base *pBase= new Derived;
      . . .  . . .
      delect pBase;
由于基类中的析构函数没有标记为virtual,所以只会调用Base类的析构函数。它会将pB指向的动态变量占用的内存返还给自由存储。但是,对于pD指向的动态变量来说,它占用的内存永远不会返还给自由存储(除非程序终止)。
  另一方面,如果基类Base的析构函数标记为virtual,那么为pBase调用delect时,就会调用Derived类的析构函数(因为指向的对象属于Derived类型)。Derived类的析构函数会删除pD指向的动态变量,再自动调用基类Base的析构函数。后者会删除pB指向的动态变量。因此,将基类析构函数标记为virtual之后,所有内存都能成功地由自由存储回收。为了准备好迎接这种情况,最好总是将析构函数标记为virtual。
  虚析构函数的工作方式是从最深的派生类的析构函数依次调用其基类的析构函数,直至初始基类的析构函数得到调用为止。

转载于:https://www.cnblogs.com/justinyo/archive/2013/04/14/3020677.html

<think>嗯,用户想了解C++虚析构函数的作用和用法,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:虚析构函数的作用、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++虚析构函数的作用及实现 #### 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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