我对大多数OOP理论都有很好的理解,但最让我困惑的是虚拟析构函数。
我以为析构函数总是被调用,不管是什么,也不管是链中的每个对象。
你打算什么时候让它们虚拟化?为什么?
我对大多数OOP理论都有很好的理解,但最让我困惑的是虚拟析构函数。
我以为析构函数总是被调用,不管是什么,也不管是链中的每个对象。
你打算什么时候让它们虚拟化?为什么?
当前回答
当您希望不同的析构函数在通过基类指针删除对象时遵循正确的顺序时,析构函数的虚拟关键字是必需的。例如:
Base *myObj = new Derived();
// Some code which is using myObj object
myObj->fun();
//Now delete the object
delete myObj ;
如果基类析构函数是虚拟的,那么对象将按顺序被析构函数(首先是派生对象,然后是基)。如果基类析构函数不是虚拟的,那么只有基类对象会被删除(因为指针是基类“base*myObj”)。因此派生对象将存在内存泄漏。
其他回答
虚拟基类析构函数是“最佳实践”——您应该始终使用它们来避免(难以检测)内存泄漏。使用它们,可以确保类的继承链中的所有析构函数都被调用(按正确的顺序)。使用虚拟析构函数从基类继承也会使继承类的析构函数自动虚拟化(因此不必在继承类析构函数声明中重新键入“virtual”)。
我认为这里的大多数答案都没有抓住重点,除了公认的答案,这是一件好事。然而,让我再补充一个对这个问题有不同看法的问题:如果你想多态地删除这个类的实例,你需要一个虚拟析构函数。
这种方式回避了这个问题,所以让我详细说明一下:正如许多人所指出的,如果调用delete base_ptr并且析构函数不是虚拟的,就会出现不希望的行为。然而,有几个假设需要明确:
如果您的类不是基类,那么希望您不会编写这样的代码。在本例中,我不是指手动内存管理,它本身就很糟糕,而是从这个类中公开派生出来的。不应继承未设计为基类的类,例如std::string。C++可以让你射自己的脚。这是你的错,而不是基类没有虚拟析构函数。如果析构函数不可访问(受保护的或私有的),则此代码不会编译,因此不会出现不希望的行为。有一个受保护的析构函数是有用的,特别是对于mixin,但对于接口(在较小程度上)也是有用的。除非您实际使用了虚拟函数,否则您不希望产生虚拟函数的开销。相反,使析构函数受到保护可以防止不期望的行为,但不会限制您的行为。如果您实际上编写了一个应该派生自的类,那么通常都会有虚拟函数。作为它们的用户,通常只能通过指向基类的指针来使用它们。当这种使用包括处理它们时,它也需要是多态的。当您应该将析构函数设为虚拟时,就会出现这种情况。
对于这个主题的一个类似的不同观点,也可以阅读“什么时候不应该使用虚拟析构函数?”?
如果使用shared_ptr(仅shared_ptl,而不是unique_ptr),则不必将基类析构函数设为虚拟:
#include <iostream>
#include <memory>
using namespace std;
class Base
{
public:
Base(){
cout << "Base Constructor Called\n";
}
~Base(){ // not virtual
cout << "Base Destructor called\n";
}
};
class Derived: public Base
{
public:
Derived(){
cout << "Derived constructor called\n";
}
~Derived(){
cout << "Derived destructor called\n";
}
};
int main()
{
shared_ptr<Base> b(new Derived());
}
输出:
Base Constructor Called
Derived constructor called
Derived destructor called
Base Destructor called
我建议这样做:如果类或结构不是最终的,那么应该为其定义虚拟析构函数。
我知道这看起来像是一种过度警惕的过度杀戮,成为一种经验法则。但是,这是确保从类派生的人在使用基指针删除时不会使用UB的唯一方法。
Scott Meyers在下面引用的有效C++中的建议很好,但不足以确定。
如果一个类有任何虚函数,它应该有一个虚函数析构函数,并且类是否设计为基类设计用于多态性的不应声明虚拟析构函数。
例如,在下面的程序中,基类B没有任何虚拟函数,因此根据Meyer的说法,您不需要编写虚拟析构函数。然而,如果您没有以下UB:
#include <iostream>
struct A
{
~A()
{
std::cout << "A::~A()" << std::endl;
}
};
struct B
{
};
struct C : public B
{
A a;
};
int main(int argc, char *argv[])
{
B *b = new C;
delete b; // UB, and won't print "A::~A()"
return 0;
}
我认为讨论“未定义”行为,或者至少讨论在通过没有虚拟析构函数的基类(/struct)删除时可能发生的“崩溃”未定义行为,或者更准确地说,没有vtable,是有益的。下面的代码列出了一些简单的结构(类也是如此)。
#include <iostream>
using namespace std;
struct a
{
~a() {}
unsigned long long i;
};
struct b : a
{
~b() {}
unsigned long long j;
};
struct c : b
{
~c() {}
virtual void m3() {}
unsigned long long k;
};
struct d : c
{
~d() {}
virtual void m4() {}
unsigned long long l;
};
int main()
{
cout << "sizeof(a): " << sizeof(a) << endl;
cout << "sizeof(b): " << sizeof(b) << endl;
cout << "sizeof(c): " << sizeof(c) << endl;
cout << "sizeof(d): " << sizeof(d) << endl;
// No issue.
a* a1 = new a();
cout << "a1: " << a1 << endl;
delete a1;
// No issue.
b* b1 = new b();
cout << "b1: " << b1 << endl;
cout << "(a*) b1: " << (a*) b1 << endl;
delete b1;
// No issue.
c* c1 = new c();
cout << "c1: " << c1 << endl;
cout << "(b*) c1: " << (b*) c1 << endl;
cout << "(a*) c1: " << (a*) c1 << endl;
delete c1;
// No issue.
d* d1 = new d();
cout << "d1: " << d1 << endl;
cout << "(c*) d1: " << (c*) d1 << endl;
cout << "(b*) d1: " << (b*) d1 << endl;
cout << "(a*) d1: " << (a*) d1 << endl;
delete d1;
// Doesn't crash, but may not produce the results you want.
c1 = (c*) new d();
delete c1;
// Crashes due to passing an invalid address to the method which
// frees the memory.
d1 = new d();
b1 = (b*) d1;
cout << "d1: " << d1 << endl;
cout << "b1: " << b1 << endl;
delete b1;
/*
// This is similar to what's happening above in the "crash" case.
char* buf = new char[32];
cout << "buf: " << (void*) buf << endl;
buf += 8;
cout << "buf after adding 8: " << (void*) buf << endl;
delete buf;
*/
}
我并不是建议你是否需要虚拟析构函数,尽管我认为一般来说,拥有它们是一个很好的做法。我只是指出了如果基类(/struct)没有vtable,而派生类(/struck)有vtable,并且通过基类(/ststruct)指针删除对象,那么可能会导致崩溃的原因。在这种情况下,传递给堆的空闲例程的地址是无效的,因此是崩溃的原因。
如果运行上述代码,您将清楚地看到问题发生的时间。当基类(/struct)的this指针与派生类(/struct)的this指示器不同时,您将遇到此问题。在上面的示例中,结构a和b没有vtables。结构c和d确实有vtables。因此,指向c或d对象实例的a或b指针将被修复以说明vtable。如果传递此a或b指针进行删除,则会由于地址对堆的空闲例程无效而崩溃。
如果计划从基类指针中删除具有vtable的派生实例,则需要确保基类具有vtable。一种方法是添加一个虚拟析构函数,您可能无论如何都希望它能正确地清理资源。