Question

我会输入一个例子：

class A
{
public:
virtual ~A(){}
};

class B: public A
{
public:
~B()
{
}

};



int main(void)
{
A * a =  new B;
delete a;
return 0;
}

现在在上面的示例中，析构函数将以递归方式从下到上调用。我的问题是编译器如何做这个MAGIC。

Answer 1

你的问题中有两个不同的 magic 。第一个是编译器如何为析构函数调用最终的覆盖器，第二个是如何按顺序调用所有其他析构函数。

免责声明：该标准并未强制执行此操作的任何特定方式，它仅强制执行更高级别的操作行为。这些是各种实现共有的实现细节，但不是标准规定的。

编译器如何调度到最终的覆盖？

第一个答案是简单的答案，用于其他virtual函数的相同动态分派机制用于析构函数。为了刷新它，当编译器看到对任何虚拟的调用时，每个对象都会向每个vptr存储一个指针（vtable）（如果有多个继承，则可能有多个）函数，它遵循指针的静态类型的vptr来找到vtable，然后使用该表中的指针转发调用。在大多数情况下，调用可以直接调度，在其他情况下（多重继承）它调用一些中间代码（ thunk ）来修复this指针以引用的类型该功能的最终覆盖。

编译器如何调用基础析构函数？

破坏对象的过程比在析构函数体内编写的操作需要更多的操作。当编译器为析构函数生成代码时，它会在用户定义的代码之前和之后添加额外的代码。

在调用用户定义的析构函数的第一行之前，编译器会注入一些代码，使对象的类型成为被调用的析构函数的类型。也就是说，在输入~derived之前，编译器会添加将修改vptr以引用vtable的{{1}}的代码，以便有效地实现运行时类型对象变为 derived ^（*）。

在用户定义代码的最后一行之后，编译器会调用成员析构函数以及基本析构函数。这是执行禁用动态分派，这意味着它将不再一直到刚刚执行的析构函数。它相当于在析构函数的末尾为对象的每个基础添加derived（与基数的声明相反）。

使用虚拟继承，事情会变得复杂一些，但总的来说它们遵循这种模式。

编辑（忘了^（*））： ^（*）§12/ 3中的标准要求：

当直接或间接地从构造函数（包括来自数据成员的mem-initializer）或析构函数调用虚函数时，调用所适用的对象是正在构造或销毁的对象，该函数调用是在构造函数或析构函数自己的类或其基础中定义的，但不是在从构造函数或析构函数的类派生的类中重写它的函数，或者在其他一个基类中重写它。最衍生的对象。

该要求意味着对象的运行时类型是此时正在构造/销毁的类的运行时类型，即使正在构造/销毁的原始对象是派生类型。验证此实现的简单测试可以是：

this->~mybase();

Answer 2

虚拟析构函数的处理方式与任何其他virtual函数相同。我注意到你已经正确将基类的析构函数设为virtual。因此，就动态调度而言，它与任何其他virtual函数没有任何不同。 最派生的类析构函数通过动态调度来调用，但它也会自动调用类¹ 类的Base类析构函数。

大多数编译器使用vtable和vptr实现此功能，尽管语言规范并未强制要求。可以使用编译器以不同方式执行此操作，而不使用vtable和vptr。

无论如何，对大多数编译器来说都是如此，值得知道vtable是什么。所以vtable是一个包含类定义的所有虚函数的指针的表，编译器将vptr作为隐藏指针添加到类中，指向正确的{{1}因此，编译器使用在编译时计算的正确索引到vtable，以便在运行时调度正确的虚拟函数。

^{1。斜体文本取自@ Als的评论。谢谢他。它使事情变得更加清晰。}

Answer 3

与通常的虚函数一样，会有一些实现机制（如vtable指针），它将让编译器根据对象的类型找到首先运行的析构函数。一旦运行了最派生的类析构函数，它将依次运行基类析构函数，依此类推。

Answer 4

编译器可能使用的（虚拟）析构函数的合适实现将是（在伪代码中）

class Base {
...
  virtual void __destruct(bool should_delete);
...
};

void Base::__destruct(bool should_delete)
{
  this->__vptr = &Base::vtable; // Base is now the most derived subobject

  ... your destructor code ...

  members::__destruct(false); // if any, in the reverse order of declaration
  base_classes::__destruct(false); // if any
  if(should_delete)
    operator delete(this);  // this would call operator delete defined here, or inherited
}

即使您没有定义析构函数，也会定义此函数。在这种情况下，你的代码就是空的。

现在所有派生类都会覆盖（自动）这个虚函数：

class Der : public Base {
...
  virtual void __destruct(bool should_delete);
...
};

void Der::__destruct(bool should_delete)
{
  this->__vptr = &Der::vtable;

  ... your destructor code ...

  members::__destruct(false);
  Base::__destruct(false);
  if(should_delete)
    operator delete(this);
}

调用delete x，其中x是指向类类型的指针，将被翻译为

x->__destruct(true);

和任何其他析构函数调用（由于变量超出范围隐式，显式x.~T()）将

x.__destruct(false);

这导致

始终被调用的最派生的析构函数（用于虚拟析构函数）
操作符从被调用的派生对象
调用所有成员和基类的析构函数。

HTH。如果您了解虚函数，这应该是可以理解的。

Answer 5

由编译器决定如何实现它，通常使用与其他虚拟方法相同的机制完成。换句话说，对于需要虚拟方法调度机制的析构函数没有什么特别之处，这种机制与普通方法使用的机制不同。

Answer 6

虚拟析构函数在虚拟表中有一个条目，就像其他虚函数一样。当调用析构函数时 - 无论是手动还是自动调用delete - 都会调用派生最多的版本。析构函数还会自动为析构函数调用其基类，因此与虚拟调度结合使用会导致魔法。

Answer 7

与其他虚函数不同，当您覆盖虚拟析构函数时，对象的虚拟析构函数另外称为任何继承的虚拟析构函数。

从技术上讲，这可以通过编译器选择的任何方式实现，但几乎所有编译器都通过名为 vtable 的静态内存来实现，这允许函数和析构函数的多态性。对于源代码中的每个类，在编译时为其生成静态常量vtable。当在运行时构造类型为T的对象时，使用隐藏的 vtable指针初始化对象的内存，该指针指向ROM中的T的vtable。在vtable中是一个成员函数指针列表和一个析构函数指针列表。当具有vtable的任何类型的变量超出范围或者使用delete或delete []删除时，对象指向的vtable中的所有析构函数指针都将被调用。（有些编译器选择只在表中存储派生最多的析构函数指针，然后在每个虚拟析构函数的主体中包含超类的析构函数的隐藏调用（如果存在）。这会产生相同的行为。）

虚拟和非虚拟多重继承需要额外的魔力。假设我正在删除指针p，其中p是基类的类型。我们需要使用 this = p来调用子类的析构函数。但是使用多重继承，p和派生对象的开始可能不一样！必须应用固定偏移量。 vtable中存在一个这样的偏移量，用于继承的每个类，以及一组继承的偏移量。

Answer 8

当你有一个指向一个对象的指针时，它指向一个内存块，它既包含该对象的数据，又包含一个'vtable指针'。在microsoft编译器中，vtable指针是对象中的第一个数据。在Borland编译器中，它是最后一个。无论哪种方式，它都指向一个vtable，它表示与可以为该对象/类调用的虚方法相对应的函数向量列表。虚析构函数只是函数指针向量列表中的另一个向量。

虚拟析构函数如何在C ++中工作

8 个答案: