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什么时候析构函数需要定义为虚函数

2017-07-12 09:22 281 查看
C++:构造函数和析构函数能否为虚函数?

简单回答是:构造函数不能为虚函数,而析构函数可以且常常是虚函数。

(1) 构造函数不能为虚函数

让我们来看看大牛C++之父 Bjarne Stroustrup 在《The C++ Programming Language》里是怎么说的:

To construct an object, a constructor needs the exact type of the object it is to create. Consequently, a constructor cannot be virtual. Furthermore, a
constructor is not quite an ordinary function, In particular, it interacts with memory management in ways ordinary member functions don't. Consequently, you cannot have a ponter to a constructor.


--- From 《The C++ Progamming Language》15.6.2

然而大牛就是大牛,这段话对一般人来说太难理解了。那下面就试着解释一下为什么:

这就要涉及到C++对象的构造问题了,C++对象在三个地方构建:(1)函数堆栈;(2)自由存储区,或称之为堆;(3)静态存储区。无论在那里构建,其过程都是两步:首先,分配一块内存;其次,调用构造函数。好,问题来了,如果构造函数是虚函数,那么就需要通过vtable 来调用,但此时面对一块 raw memeory,到哪里去找 vtable 呢?毕竟,vtable 是在构造函数中才初始化的啊,而不是在其之前。因此构造函数不能为虚函数。

 

(2)析构函数可以是虚函数,且常常如此

这个就好理解了,因为此时 vtable 已经初始化了;况且我们通常通过基类的指针来销毁对象,如果析构函数不为虚的话,就不能正确识别对象类型,从而不能正确销毁对象。

 

 

困惑我们的是我们却经常看到“虚构造函数”这样的说法,这就要归咎于不负责任或者说误人子弟的媒体了(包括书、技术文章等等)。因为他们说的是类似下面这样的做法:

class Expr {

public:

     Expr();

     Expr(const Expr&);

     virtual Expr* new_expr() { return new Expr(); }

     virtual Expr* clone() { return new Expr(*this); }

};

___________________________________________________________________________________________________

参考资料:

1.每个析构函数(不加 virtual) 只负责清除自己的成员。

2.可能有基类指针,指向的确是派生类成员的情况。(这是很正常的),

   那么当析构一个指向派生类成员的基类指针时,程序就不知道怎么办了。 

   所以要保证运行适当的析构函数,基类中的析构函数必须为虚析构。

        基类指针可以指向派生类的对象(多态性),如果删除该指针delete []p;就会调用该指针指向的派生类析构函数,而派生类的析构函数又自动调用基类的析构函数,这样整个派生类的对象完全被释放。如果析构函数不被声明成虚函数,则编译器实施静态绑定,在删除基类指针时,只会调用基类的析构函数而不调用派生类析构函数,这样就会造成派生类对象析构不完全。所以,将析构函数声明为虚函数是十分必要的。

 我们知道,用C++开发的时候,用来做基类的类的析构函数一般都是虚函数。可是,为什么要这样做呢?下面用一个小例子来说明:    

    有下面的两个类:

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;

    的输出结果是:

Do something in class ClxDerived!

Output from the destructor of class ClxDerived!

    这个很简单,非常好理解。

    但是,如果把类ClxBase析构函数前的virtual去掉,那输出结果就是下面的样子了:

Do something in class ClxDerived!

    也就是说,类ClxDerived的析构函数根本没有被调用!一般情况下类的析构函数里面都是释放内存资源,而析构函数不被调用的话就会造成内存泄漏。我想所有的C++程序员都知道这样的危险性。当然,如果在析构函数中做了其他工作的话,那你的所有努力也都是白费力气。

    所以,文章开头的那个问题的答案就是--这样做是为了当用一个基类的指针删除一个派生类的对象时,派生类的析构函数会被调用。

    当然,并不是要把所有类的析构函数都写成虚函数。因为当类里面有虚函数的时候,编译器会给类添加一个虚函数表,里面来存放虚函数指针,这样就会增加类的存储空间。所以,只有当一个类被用来作为基类的时候,才把析构函数写成虚函数。
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