虚析构函数、虚函数结合考题变种

原创

铭毅天下 2022-07-20 14:05:40 博主文章分类：【C++核心技术】 ©著作权

文章标签 class delete c 析构函数虚函数 文章分类 后端开发

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虚析构函数、虚函数结合考题变种

1.[Effective C++原则07]：为多态基类声明virtual 析构函数。

[如果不]: 如果不声明为析构函数，可能出现的结果如下：Derived对象的成分没有被销毁，形成资源泄露、在调试上会浪费很长时间。

class CSimpleClass
{
public:
CSimpleClass(){ cout << "CSimpleClass" <<endl; }
~CSimpleClass() { cout <<"~CSimpleClass" << endl; }
private:
};
 
class CDerived : public CSimpleClass
{
public:
CDerived() { cout << "CDerived" << endl; }
~CDerived() { cout << "~CDerived" << endl; }
private:
};
 
int main()
{
CSimpleClass *pSimple = new CDerived;
delete pSimple;
 
return 0;
}

执行结果如下：

虚析构函数、虚函数结合考题变种_delete

显然，CDerived 对象没有被析构！

1、造成上述不同的原因何在？

“C++标准”明确指出，当派生类对象经由一个基类指针pBaseObject被删除，而该基类带有一个non-virtual析构函数，其结果未有定义（即不可预知）。实际执行时，如上面第一个图示，会产生bug，派生类的对象没有被销毁。

这就形成诡异的“局部销毁”对象，形成资源泄露。

2、什么时候需要基类析构函数声明为虚函数？什么时候不需要基类的析构函数为虚函数？

该问题涉及析构函数何时应该为虚函数。注意：对于上面的基类BaseClass，

若析构函数不为虚函数，sizeof(BaseClass) = 1。

若析构函数为虚函数，sizeof(BaseClass) = 4。

至于为什么包含构造函数、非虚析构函数的类的大小为1个字节。解释如下：

visual studio中每个空类型的实例占用1个字节的空间。

而加上构造函数、析构函数或其他非虚类型的函数以后呢？由于这些非虚类型的函数的地址只与类有关，而与类的实例无关，编译器不会因为非虚函数的增加而添加任何额外的信息。

那么为什么析构函数变成虚函数后，大小就变成4个字节了呢？主要原因是：C++一旦发现类中有虚函数，就会为该类生成虚函数表，并在该类型的每一个实例中添加指向虚函数表的指针。在32位机器上，一个指针占4个字节的空间，所以求sizeof大小为4。而在64位机器上，一个指针占用8个字节的空间，因此sizeof大小为8。

即为类析构函数声明为虚析构函数是以付出内存为代价的。所以，无端将所有类的析构函数声明为虚函数，就向从未声明它们是虚函数一样，都是错误的。

总结如下:

（1）带多态性质的基类应用声明一个虚析构函数。如果类中带有任何虚函数，它就应该拥有一个虚析构函数；

（2）设计类的目的如果不作为基类，或者不是为了具备多态性，就不应该声明虚析构函数。

——参考《Effective C++》条款7；《剑指Offer》

2.[Effective 原则09]：绝不在构造和析构过程中调用virtual函数。

【原因】:base class的执行更早于derived class的构造函数，当base class的构造函数执行的时候derived class的成员变量尚未初始化。

【如果不】：执行的结果不会动态联编，依然执行其所在层的虚函数。

【示例如下】:

class CSimpleClass
{
public:
       CSimpleClass() { cout << "CSimpleClass"<< endl; foo();} //调用了本层的foo
       virtual ~CSimpleClass() { cout <<"~CSimpleClass" << endl; foo();} //调用了本层的foo
       virtual void foo() { cout << "CSimpleClass::foo()" << endl; }
private:
};
 
classCDerived : public CSimpleClass
{
public:
       CDerived() { cout <<"CDerived" << endl; foo(); }
       ~CDerived() { cout <<"~CDerived" << endl; foo(); }
       void foo() { cout<< "CDerived::foo()" << endl; }
private:
};
 
int main()
{
       CSimpleClass *pSimple = new CDerived;
       delete pSimple;
 
       return 0;
}

执行结果如下：

虚析构函数、虚函数结合考题变种_虚函数_02

3.综合1,2的笔试题如下：

class CBase
{
public:
       CBase(){ cout << "CBase ctor" << endl; foo(); }    //调用本层的foo
        ~CBase() { cout<< "CBase dtor" << endl; foo(); }  //未加virtual，且调用本层的foo
private:
       virtualvoid foo(){ cout << "Base::foo()" << endl; } //
};
 
class CDerived : public  CBase
{
public:
       CDerived(){cout << "CDerived ctor" << endl; foo(); }
       ~CDerived(){cout << "CDerived dtor" << endl; foo(); }
 
private:
       virtual void foo(){ cout << "Derived::foo()" << endl; }
};
 
int main()
{
       CBase*pBase = new CDerived;
       delete pBase;
 
       return 0;
}