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

在多态基类中声明虚拟的析构函数。这是Scott Meyers的有效C++中的第7项。Meyers接着总结道,如果一个类有任何虚拟函数,那么它应该有一个虚拟析构函数,而不是设计为基类或不是设计为多态使用的类不应该声明虚拟析构器。

其他回答

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。

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”)。

通过指向基类的指针调用析构函数

struct Base {
  virtual void f() {}
  virtual ~Base() {}
};

struct Derived : Base {
  void f() override {}
  ~Derived() override {}
};

Base* base = new Derived;
base->f(); // calls Derived::f
base->~Base(); // calls Derived::~Derived

虚拟析构函数调用与任何其他虚拟函数调用都没有区别。

对于base->f(),调用将被分派到Derived::f()中,对于base->~base()也是如此-它的重写函数-将调用Derived::~Derived()。

间接调用析构函数时也会发生同样的情况,例如delete base;。delete语句将调用base->~base(),该函数将被分派到Derived::~Derived()。

具有非虚拟析构函数的抽象类

若您不打算通过指向其基类的指针删除对象,那个么就不需要使用虚拟析构函数。只需保护它,使其不会被意外调用:

// library.hpp

struct Base {
  virtual void f() = 0;

protected:
  ~Base() = default;
};

void CallsF(Base& base);
// CallsF is not going to own "base" (i.e. call "delete &base;").
// It will only call Base::f() so it doesn't need to access Base::~Base.

//-------------------
// application.cpp

struct Derived : Base {
  void f() override { ... }
};

int main() {
  Derived derived;
  CallsF(derived);
  // No need for virtual destructor here as well.
}

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。

还要注意,在没有虚拟析构函数时删除基类指针将导致未定义的行为。我最近学到的东西:

C++中重写删除应该如何操作?

我已经使用C++多年了,但我还是设法自杀了。