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  • c++为什么基类的析构函数要写成虚析构函数

     答:在实现多态时,当用基类操作派生类,在析构时防止只析构基类而不析构派生类的状况发生。

    代码说明如下

    第一段代码:

     1 #include<iostream>
     2 using namespace std;  
     3   
     4 class ClxBase  
     5 {public:  
     6    ClxBase() {}  
     7    ~ClxBase() {cout << "Output from the destructor of class ClxBase!" << endl}  
     8   
     9    void DoSomething() { cout << "Do something in class ClxBase!" << endl; }  
    10 };  
    11   
    12 class ClxDerived : public ClxBase  
    13 {public:   
    14    ClxDerived() {}  
    15    ~ClxDerived() { cout << "Output from the destructor of class ClxDerived!" << endl}  
    16   
    17    void DoSomething() { cout << "Do something in class ClxDerived!" << endl; }  
    18 };   
    19   
    20 int main()  
    21 {  
    22    ClxDerived *p =  new ClxDerived;   
    23    p->DoSomething();   
    24    delete p;   
    25   
    26    return 0;   
    27 }  

    运行结果:

    Do something in class ClxDerived!   

    Output from the destructor of class ClxDerived!

    Output from the destructor of class ClxBase!  

    这段代码中基类的析构函数不是虚函数,在main函数中用继承类的指针去操作继承类的成员,释放指针P的过程是:先释放继承类的资源,再释放基类资源. 

    第二段代码:

     1 #include<iostream>
     2 using namespace std;  
     3   
     4 class ClxBase  
     5 {public:   
     6    ClxBase() {}  
     7    ~ClxBase() {cout << "Output from the destructor of class ClxBase!" << endl}  
     8   
     9    void DoSomething() { cout << "Do something in class ClxBase!" << endl}  
    10 };  
    11   
    12 class ClxDerived : public ClxBase  
    13 {public:   
    14    ClxDerived() {}  
    15    ~ClxDerived() { cout << "Output from the destructor of class ClxDerived!" << endl }  
    16   
    17    void DoSomething() { cout << "Do something in class ClxDerived!" << endl}  
    18 };  
    19   
    20 int main()  
    21 {   
    22    ClxBase *p =  new ClxDerived;   
    23    p->DoSomething();   
    24    delete p;   
    25   
    26    return 0;   
    27 }   

    输出结果:

    Do something in class ClxBase! 

    Output from the destructor of class ClxBase!

     这段代码中基类的析构函数同样不是虚函数,不同的是在main函数中用基类的指针去操作继承类的成员,释放指针P的过程是:只是释放了基类的资源,而没有调用继承类的析构函数.调用dosomething()函数执行的也是基类定义的函数.

     一般情况下,这样的删除只能够删除基类对象,而不能删除子类对象,形成了删除一半形象,造成内存泄漏.

     在公有继承中,基类对派生类及其对象的操作,只能影响到那些从基类继承下来的成员.如果想要用基类对非继承成员进行操作,则要把基类的这个函数定义为虚函数.

    析构函数自然也应该如此:如果它想析构子类中的重新定义或新的成员及对象,当然也应该声明为虚的. 

    第三段代码:

     1 #include<iostream>  
     2 using namespace std;  
     3 class ClxBase  
     4 {public:   
     5    ClxBase() {}   
     6    virtual ~ClxBase() {cout << "Output from the destructor of class ClxBase!" << endl}  
     7   
     8    virtual void DoSomething() { cout << "Do something in class ClxBase!" << endl}  
     9 };  
    10   
    11   
    12 class ClxDerived : public ClxBase  
    13 {public:   
    14    ClxDerived() {}   
    15    ~ClxDerived() { cot << "Output from the destructor of class ClxDerived!" << endl}  
    16   
    17    void DoSomething() { cout << "Do something in class ClxDerived!" << endl}  
    18 };  
    19   
    20 int   main()  
    21 {  
    22    ClxBase *p = new ClxDerived;  
    23    p->DoSomething();   
    24    delete p;  
    25   
    26    return 0;  
    27 }  

    运行结果:

    Do something in class ClxDerived!

    Output from the destructor of class ClxDerived!

    Output from the destructor of class ClxBase!

    这段代码中基类的析构函数被定义为虚函数,在main函数中用基类的指针去操作继承类的成员,释放指针P的过程是:只是释放了继承类的资源,再调用基类的析构函数.调用dosomething()函数执行的也是继承类定义的函数.  

    如果不需要基类对派生类及对象进行操作,则不能定义虚函数,因为这样会增加内存开销.当类里面有定义虚函数的时候,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.

    构造函数为什么不能是虚函数呢?

        首先需要了解 vptr指针和虚函数表的概念,以及这两者的关联。

        vptr指针指向虚函数表,执行虚函数的时候,会调用vptr指针指向的虚函数的地址。

        当定义一个对象的时候,首先会分配对象内存空间,然后调用构造函数来初始化对象。vptr变量是在构造函数中进行初始化的。又因为执行虚函数需要通过vptr指针来调用。如果可以定义构造函数为虚函数,那么就会陷入先有鸡还是先有蛋的循环讨论中。

    基类的析构函数为什么必须是虚函数呢?

        我们都知道,想要回收一个对象申请的资源,那么就需要调用析构函数。虽然我们没有显示地调用析构函数,但是编译器都会默认地为我们执行析构函数。

        那么当我们执行 BaseClass *base = new BaseClass(); 当我们执行 delete base时,会调用析构函数为我们释放资源。而 我们执行BaseClass *sub = new SubClass(); 如果BaseClass基类的析构函数不是虚函数的时候,delete sub 对象的时候,只会释放BaseClass 基类申请的资源,而不是释放SubClass派生类的资源。原因如下:

        基类指针指向了派生类对象,而基类中的析构函数是非virtual的,而虚构函数是动态绑定的基础。现在析构函数不是virtual的,因此不会发生动态绑定,而是静态绑定,指针的静态类型为基类指针,因此在delete的时候只会调用基类的析构函数,而不会调用派生类的析构函数。这样,在派生类中申请的资源就不会得到释放,就会造成内存泄漏,这是相当危险的:如果系统中有大量的派生类对象被这样创建和销毁,就会有内存不断的泄漏,久而久之,系统就会因为缺少内存而崩溃。

        当然,如果在派生类中没有动态申请有资源的时候,是不会造成内存泄漏的。而当派生类对象的析构函数中有内存需要回收,并且在编程过程中采用了基类指针指向派生类对象,如为了实现多态,并且通过基类指针将对象销毁,这时,就会因为基类的析构函数为非虚函数而不触发动态绑定,从而没有调用派生类的析构函数而导致内存泄漏。

        因此,为了防止这种情况下的内存泄漏的发生,最后将基类的析构函数写成virtual虚析构函数。    

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