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C++学习之构造函数和拷贝控制--什么样的情况下才需要虚析构函数

2024-08-02 00:40:14   221人阅读

什么样的情况下才需要虚析构函数？

类需要控制自己的对象执行一系列操作时发生什么样的行为，这些操作包括：创建(对象)、拷贝、移动、赋值和销毁。在继承体系中，如果一个类（基类或其派生的类）没有定义拷贝控制操作，则编译器将自动的为其合成一个。即为合成的拷贝控制。

在基类的拷贝控制中，由于继承关系导致的最大影响就是：基类通常应该定义一个‘虚析构函数’。用以动态的分配继承体系中的对象。

如：类A,B,C,D有如下继承关系（代码1）：

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class A;
class B:public A;
class C:public B;
class D:public C;

其中：类A定义如下（代码2）：

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class A {
public:
    //其他函数
    virtual ~A()=default;//用于动态绑定的析构函数

}

当我们delete一个A* item 类型的指针时，该指针可能是指向A的，也可能指向的是B,C,D中的一个，编译器在delete时必须弄清楚到底应该执行A,B,C,D中哪一个类的析构函数。此时需要编译器进行动态绑定（即只有运行时才能知道到底item 指向的是那个类）。当在基类A中定义的析构函数为虚析构函数时，无论A的派生类（B,C,D）使用的是合成的析构函数还是自己定义的析构函数，它们都是虚析构函数。说人话就是：你老祖姓虚，传到你还是姓虚，你儿子孙子都得姓虚（千万别较真女生~~~），不管这儿孙是你血缘的还是你自己领养的，都得虚！

举个例子（代码3）：

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A *item = new A;  //此时item指向的就是A,静态类型于动态类型一致（这就是你本人）
delete item;  //调用A自己的析构函数（自杀了，杀的是你自己）
item = new B;  //静态类型为A,动态类型为B（此时你的血脉传到了你儿子身上，item是你儿子了！）
delete item;   //调用B自己的析构函数（你儿子要自杀，此时死的是你儿子，和你无关）

如果基类A的析构函数不是虚的（虚函数），则delete时，如果item指向的不是A，而是B或其他A的派生类，则会产生未定义的行为，未定义的行为通常会导致BUG。

那么问题来了：什么样的情况下才需要虚析构函数呢？是所有类都应该有吗？

通过基类的指针来删除派生类的对象时，基类的析构函数应该是虚的。否则其删除效果将无法实现。

简单解释一下，派生类B中所有的属性以操作(Bp)不仅有B自己定义的属性、操作(Bself)，还有继承自A的属性、操作(Aself)，即Bp=Bself+Aself;

如代码3，当delete一个指向B的item时（其实item的类类型为A），如果A中的析构函数不是虚的，则只会删除Aself部分，因为item的类类型其实是A，只是指向了其派生类对象。但是在A的析构函数里其实并没有Bself部分，那这部分就删不掉了--这就是所谓的内存泄漏！只有A的析构函数是虚的，才能删除的不仅有Aself，还有Bself，即Bp全部被删除了。这才是正确的。

同时，并不是所有类都需要将析构函数定义成虚的。因为编译器在编译时会给类添加一个虚函数表，里面来存放虚函数指针，如果都定义成虚的，这样就会增加类的存储空间。浪费了！不用作基类，也不需要为虚的！不需要通过基类的指针来操作派生类的对象时，基类的析构函数不应该是虚的。

这里借用一下文章代码：什么时候要用虚析构函数? 

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class ClxBase
{
public:
     ClxBase() {};
     virtual ~ClxBase() {};
     virtual void DoSomething() { cout << "Do something in class ClxBase!" << endl; };
};
class ClxDerived : public ClxBase
{
public:
     ClxDerived() {};
     ~ClxDerived() { cout << "Output from the destructor of class ClxDerived!" << endl; };
     void DoSomething() { cout << "Do something in class ClxDerived!" << endl; };
};
     代码
ClxBase *pTest = new ClxDerived;
pTest->DoSomething();
delete pTest;

正常情况应该输出：

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Do something in class ClxDerived!
Output from the destructor of class ClxDerived!

如果将类ClxBase的析构函数定义为非虚（去掉前面的那个virtual），则输出为:

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Do something in class ClxDerived!

根本没有调用ClxDerived的析构函数哦~~~

同样，在什么时候要用虚析构函数? 中，提出了一个这样的问题：

为什么继承一个没有虚析构函数的类是危险的？

这个问题吗其实上面已经解释过了，会导致删不完！内存泄漏问题。当你公有继承创建一个从基类继承的相关类时，指向新类对象中的指针和引用实际上都指向了起源的对象。因为析构函数不是虚函数，所以当你delete一个这样的类时，C++就不会调用析构函数链。

 

 

 

 

 



来自为知笔记(Wiz)



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