何时使用虚拟析构函数?

时间:2009-01-20 12:58:21

标签: c++ polymorphism shared-ptr virtual-destructor

我对大多数OO理论有深刻的理解,但让我感到困惑的一件事就是虚拟析构函数。

我认为无论是什么以及链中的每个对象,析构函数总是被调用。

你什么时候想让它们成为虚拟的?为什么?

16 个答案:

答案 0 :(得分:1451)

当您可能通过指向基类的指针删除派生类的实例时,虚拟析构函数非常有用:

class Base 
{
    // some virtual methods
};

class Derived : public Base
{
    ~Derived()
    {
        // Do some important cleanup
    }
};

在这里,您会注意到我没有将Base的析构函数声明为virtual。现在,我们来看看以下片段:

Base *b = new Derived();
// use b
delete b; // Here's the problem!

由于Base的析构函数不是virtualb是指向Base*对象的Deriveddelete bundefined behaviour

  

[在delete b],如果是静态类型的   要删除的对象不同于其动态类型,静态   type应该是对象的动态类型的基类   删除和静态类型应具有虚拟析构函数或   行为未定义

在大多数实现中,析构函数的调用将像任何非虚拟代码一样被解析,这意味着将调用基类的析构函数,但不会调用派生类的析构函数,从而导致资源泄漏。

总而言之,总是让基类的析构函数virtual在它们被多态操作时。

如果要阻止通过基类指针删除实例,可以使基类析构函数受保护且非虚拟化;通过这样做,编译器将不允许您在基类指针上调用delete

您可以在this article from Herb Sutter中了解有关虚拟性和虚拟基类析构函数的更多信息。

答案 1 :(得分:186)

虚拟构造函数是不可能的,但虚拟析构函数是可能的。 让我们试验......

#include <iostream>

using namespace std;

class Base
{
public:
    Base(){
        cout << "Base Constructor Called\n";
    }
    ~Base(){
        cout << "Base Destructor called\n";
    }
};

class Derived1: public Base
{
public:
    Derived1(){
        cout << "Derived constructor called\n";
    }
    ~Derived1(){
        cout << "Derived destructor called\n";
    }
};

int main()
{
    Base *b = new Derived1();
    delete b;
}

上面的代码输出如下:

Base Constructor Called
Derived constructor called
Base Destructor called

派生对象的构造遵循构造规则,但是当我们删除“b”指针(基指针)时,我们发现只调用了基本析构函数。但这绝不可能发生。要做适当的事情,我们必须使基础析构函数成为虚拟的。 现在让我们看看下面会发生什么:

#include <iostream>

using namespace std;

class Base
{ 
public:
    Base(){
        cout << "Base Constructor Called\n";
    }
    virtual ~Base(){
        cout << "Base Destructor called\n";
    }
};

class Derived1: public Base
{
public:
    Derived1(){
        cout << "Derived constructor called\n";
    }
    ~Derived1(){
        cout << "Derived destructor called\n";
    }
};

int main()
{
    Base *b = new Derived1();
    delete b;
}

输出更改如下:

Base Constructor Called
Derived Constructor called
Derived destructor called
Base destructor called

因此基本指针的破坏(在派生对象上进行分配!)遵循破坏规则,即首先是Derived,然后是Base。 另一方面,没有什么比虚拟构造函数更好。

答案 2 :(得分:182)

在多态基类中声明析构函数virtual。这是Scott Meyers'Effective C++中的第7项。 Meyers接着总结说,如果一个类有任何虚函数,它应该有一个虚析构函数,并且那些不是基类的类或者不是设计成多态的类不< / em>声明虚拟析构函数。

答案 3 :(得分:41)

另请注意,在没有虚析构函数时删除基类指针将导致 未定义的行为 。我刚刚学到的东西:

How should overriding delete in C++ behave?

我已经使用C ++多年了,我仍然设法自己挂起。

答案 4 :(得分:37)

只要你的类是多态的,就让析构函数成为虚拟的。

答案 5 :(得分:11)

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函数调用没有区别。

对于base->f(),调用将发送到Derived::f(),而base->~Base()的调用也是相同的 - 它的覆盖功能 - Derived::~Derived()将被调用

当间接调用析构函数时也会发生相同的情况,例如: delete base;delete语句会调用base->~Base(),并将Derived::~Derived()发送给protected

具有非虚拟析构函数的抽象类

如果您不打算通过指向其基类的指针删除对象 - 那么就不需要有虚拟析构函数。只需将其设为// 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. } ,以便不会被意外调用:

<div class="faddress">
    1 myroad valley<br>beverly, VT&nbsp;54803-0989<br>(435) 425-9090 <br><br>
    <a href="someline.html" target="_blank" title="RBP">RBP</a>
    <br><span>(435) 425-9090 </span>
    <div class="mE">1 myroad valley&nbsp;beverly, VT&nbsp;54803-0989</div>
</div>

答案 6 :(得分:9)

我喜欢考虑接口的接口和实现。在C ++中,speak接口是纯虚拟类。析构函数是界面的一部分,有望实现。因此析构函数应该是纯虚拟的。构造函数怎么样?构造函数实际上不是接口的一部分,因为对象始终是显式实例化的。

答案 7 :(得分:6)

简单来说, 当您删除指向派生类对象的基类指针时,虚析构函数将以正确的顺序销毁资源。

 #include<iostream>
 using namespace std;
 class B{
    public:
       B(){
          cout<<"B()\n";
       }
       virtual ~B(){ 
          cout<<"~B()\n";
       }
 };
 class D: public B{
    public:
       D(){
          cout<<"D()\n";
       }
       ~D(){
          cout<<"~D()\n";
       }
 };
 int main(){
    B *b = new D();
    delete b;
    return 0;
 }

OUTPUT:
B()
D()
~D()
~B()

==============
If you don't give ~B()  as virtual. then output would be 
B()
D()
~B()
where destruction of ~D() is not done which leads to leak

答案 8 :(得分:5)

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,必须使用析构函数的虚拟关键字。 例如:

Base *myObj = new Derived();
// Some code which is using myObj object
myObj->fun();
//Now delete the object
delete myObj ; 

如果派生类析构函数是虚拟的,那么对象将按顺序被描述(首先是派生对象然后是基础)。如果派生类析构函数不是虚拟的,那么只会删除基类对象(因为指针是基类“Base * myObj”)。因此派生对象会有内存泄漏。

答案 9 :(得分:3)

什么是虚拟析构函数或如何使用虚拟析构函数

类析构函数是一个与〜前面的类同名的函数,它将重新分配由类分配的内存。为什么我们需要虚拟析构函数

使用一些虚函数

查看以下示例

该示例还说明了如何将字母转换为上限或下限

#include "stdafx.h"
#include<iostream>
using namespace std;
// program to convert the lower to upper orlower
class convertch
{
public:
  //void convertch(){};
  virtual char* convertChar() = 0;
  ~convertch(){};
};

class MakeLower :public convertch
{
public:
  MakeLower(char *passLetter)
  {
    tolower = true;
    Letter = new char[30];
    strcpy(Letter, passLetter);
  }

  virtual ~MakeLower()
  {
    cout<< "called ~MakeLower()"<<"\n";
    delete[] Letter;
  }

  char* convertChar()
  {
    size_t len = strlen(Letter);
    for(int i= 0;i<len;i++)
      Letter[i] = Letter[i] + 32;
    return Letter;
  }

private:
  char *Letter;
  bool tolower;
};

class MakeUpper : public convertch
{
public:
  MakeUpper(char *passLetter)
  {
    Letter = new char[30];
    toupper = true;
    strcpy(Letter, passLetter);
  }

  char* convertChar()
  {   
    size_t len = strlen(Letter);
    for(int i= 0;i<len;i++)
      Letter[i] = Letter[i] - 32;
    return Letter;
  }

  virtual ~MakeUpper()
  {
    cout<< "called ~MakeUpper()"<<"\n";
    delete Letter;
  }

private:
  char *Letter;
  bool toupper;
};


int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
  convertch *makeupper = new MakeUpper("hai"); 
  cout<< "Eneterd : hai = " <<makeupper->convertChar()<<" ";     
  delete makeupper;
  convertch *makelower = new MakeLower("HAI");;
  cout<<"Eneterd : HAI = " <<makelower->convertChar()<<" "; 
  delete makelower;
  return 0;
}

从上面的示例中,您可以看到未调用MakeUpper和MakeLower类的析构函数。

使用虚析构函数

查看下一个示例
#include "stdafx.h"
#include<iostream>

using namespace std;
// program to convert the lower to upper orlower
class convertch
{
public:
//void convertch(){};
virtual char* convertChar() = 0;
virtual ~convertch(){}; // defined the virtual destructor

};
class MakeLower :public convertch
{
public:
MakeLower(char *passLetter)
{
tolower = true;
Letter = new char[30];
strcpy(Letter, passLetter);
}
virtual ~MakeLower()
{
cout<< "called ~MakeLower()"<<"\n";
      delete[] Letter;
}
char* convertChar()
{
size_t len = strlen(Letter);
for(int i= 0;i<len;i++)
{
Letter[i] = Letter[i] + 32;

}

return Letter;
}

private:
char *Letter;
bool tolower;

};
class MakeUpper : public convertch
{
public:
MakeUpper(char *passLetter)
{
Letter = new char[30];
toupper = true;
strcpy(Letter, passLetter);
}
char* convertChar()
{

size_t len = strlen(Letter);
for(int i= 0;i<len;i++)
{
Letter[i] = Letter[i] - 32;
}
return Letter;
}
virtual ~MakeUpper()
{
      cout<< "called ~MakeUpper()"<<"\n";
delete Letter;
}
private:
char *Letter;
bool toupper;
};


int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{

convertch *makeupper = new MakeUpper("hai");

cout<< "Eneterd : hai = " <<makeupper->convertChar()<<" \n";

delete makeupper;
convertch *makelower = new MakeLower("HAI");;
cout<<"Eneterd : HAI = " <<makelower->convertChar()<<"\n ";


delete makelower;
return 0;
}

虚析构函数将显式调用类的派生最多运行时析构函数,以便它能够以适当的方式清除对象。

或访问链接

https://web.archive.org/web/20130822173509/http://www.programminggallery.com/article_details.php?article_id=138

答案 10 :(得分:3)

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,您可以确保类的继承链中的所有析构函数都被调用(按正确顺序)。使用虚拟析构函数从基类继承会使继承类的析构函数自动变为虚拟(因此您不必在继承类析构函数声明中重新键入'virtual')。

答案 11 :(得分:1)

我认为这个问题的核心是关于虚方法和多态,而不是具体的析构函数。这是一个更清晰的例子:

class A
{
public:
    A() {}
    virtual void foo()
    {
        cout << "This is A." << endl;
    }
};

class B : public A
{
public:
    B() {}
    void foo()
    {
        cout << "This is B." << endl;
    }
};

int main(int argc, char* argv[])
{
    A *a = new B();
    a->foo();
    if(a != NULL)
    delete a;
    return 0;
}

将打印出来:

This is B.

如果没有virtual,则会打印出来:

This is A.

现在您应该了解何时使用虚拟析构函数。

答案 12 :(得分:1)

我认为讨论&#34; undefined&#34;行为,或者至少是&#34;崩溃&#34;在没有虚拟析构函数的情况下通过基类(/ struct)删除时可能发生的未定义行为,或者更确切地说没有vtable。下面的代码列出了一些简单的结构(对于类来说也是如此)。

#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;
*/
}

我并不是说你是否需要虚拟析构函数,尽管我认为一般来说这是一个很好的做法。我只是指出如果你的基类(/ struct)没有vtable而你的派生类(/ struct)没有,并且你通过基类删除了一个对象,你可能会崩溃的原因(/ struct)指针。在这种情况下,传递给堆的自由例程的地址无效,因此是崩溃的原因。

如果您运行上述代码,您会在问题发生时清楚地看到。当基类(/ struct)的this指针与派生类(/ struct)的this指针不同时,您将遇到此问题。在上面的示例中,struct a和b不具有vtable。结构c和d确实有vtables。因此,将修复指向c或d对象实例的a或b指针以考虑vtable。如果你将这个或b指针传递给删除它会因为地址对堆的自由例程无效而崩溃。

如果您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,无论如何都可以正确地清理资源。

答案 13 :(得分:0)

当你需要从基类调用派生类析构函数时。你需要在基类中声明虚基类析构函数。

答案 14 :(得分:0)

如果您使用shared_ptr(仅shared_ptr,而不是unique_ptr),则不必将基类的析构函数虚拟化:

#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

答案 15 :(得分:0)

关于virtual的基本定义是它确定类的成员函数是否可以在其派生类中被覆盖。

基本上在范围的末尾调用了类的D-tor,但是存在一个问题,例如,当我们在堆(动态分配)上定义实例时,我们应该手动删除它。

指令一旦执行,基类析构函数就会被调用,但派生类不会被调用。

一个实际的例子是,在控制领域中,您必须操纵效应器,执行器。

在作用域的最后,如果不调用其中一个功率元件(执行器)的破坏器,将会导致致命的后果。

#include <iostream>

class Mother{

public:

    Mother(){

          std::cout<<"Mother Ctor"<<std::endl;
    }

    virtual~Mother(){

        std::cout<<"Mother D-tor"<<std::endl;
    }


};

class Child: public Mother{

    public:

    Child(){

        std::cout<<"Child C-tor"<<std::endl;
    }

    ~Child(){

         std::cout<<"Child D-tor"<<std::endl;
    }
};

int main()
{

    Mother *c = new Child();
    delete c;

    return 0;
}