C++ 中解構函式為什麼要求是虛的?

來源:互聯網
上載者:User

  這是因為,通過基類指標來銷毀衍生類別對象這個行為,當基類沒有虛解構函式時會產生問題。我們知道刪除指標對象是沒有問題的,指標對象的解構函式會正確調用,但僅限於指標的類型所表示的對象大小。如果以一個基類指標指向其衍生類別,刪除這個基類指標只能刪除基類對象部分,而不能刪除整個衍生類別對象,原因是通過基類指標無法訪問衍生類別的解構函式。
        但是,如果像其它虛函數一樣,基類的解構函式也是虛的,那麼衍生類別的解構函式也必然是虛的,刪除基類指標時,它就會通過虛函數表找到正確的衍生類別解構函式並調用它,從而正確析構整個衍生類別對象。

        這點就像我們產生一個動態數組,然後釋放它的空間一樣。是整個數組而不是其中一個元素的空間要釋放。如:

char *itsString = new char [2];
delete [ ] itsString;

        要加上 [ ] ,表示刪除整個數組,如果不加上只會刪除 itsString 的第一個元素。
delete 這裡的刪除指的是 釋放所佔用的記憶體空間。

        打個比方,如果基類指標相當於 itsString ,那麼整個類就像 [ ] itsString 。而我們真正想析構的是整個對象而不是對象的一部分。

         一般情況下類的解構函式裡面都是釋放記憶體資源,而解構函式不被調用的話就會造成記憶體流失。我想所有的C++程式員都知道這樣的危險性。當然,如果在解構函式中做了其他工作的話,那你的所有努力也都是白費力氣。
         所以,文章開頭的那個問題的答案就是--這樣做是為了當用一個基類的指標刪除一個衍生類別的對象時,衍生類別的解構函式會被調用。
        當然,並不是要把所有類的解構函式都寫成虛函數。因為當類裡面有虛函數的時候,編譯器會給類添加一個虛函數表,裡面來存放虛函數指標,這樣就會增加類的儲存空間。所以,只有當一個類被用來作為基類的時候,才把解構函式寫成虛函數。

我們來看看代碼:

#include <iostream>

using namespace std;

class CBase
{
public:
    CBase() { cout << "CBase Constructor...\n"; }
    virtual ~CBase() { cout << "CBase Destructor...\n"; }    //指定基類解構函式為虛的
    virtual void display() { cout << "Hello, World! CBase \n"; }   //虛函數

    void Hello() { cout << "Call CBase Hello.\n"; }   //非虛函數
};

class CDerived: public CBase
{
public:
    CDerived() { cout << "CDerived Constructor...\n"; }
    ~CDerived() { cout << "CDerived Destructor...\n"; }    //這裡也是虛解構函式,因為基類中解構函式是虛的
    void display() { cout << "Hello, World! CDerived \n"; } //虛函數,覆蓋基類中的虛函數。

    void Hello() { cout << "Call CDerived Hello.\n"; } //非虛函數
};

void main()
{
    CDerived Derived; //棧中對象
    CBase *pBase = new CDerived; // 以基類指標指向衍生類別對象。這裡是堆中對象
    
    cout << "Derived.Hello(); \n\t";
    Derived.Hello();
    cout << "pBase->Hello(); \n\t"; // 因為 Hello() 為 非虛函數,只能訪問基類中的方法。
    pBase->Hello();

    cout << "Derived.display(); \n\t";
    Derived.display();
    cout << "pBase->display(); \n\t"; // 因為虛函數的關係,衍生類別中的方法被正確調用。
    pBase->display();

    cout << "delete pBase; \n\t";  

/*
        問題就在這裡,如果基類的解構函式不是虛的,那麼這裡只能析構 CBase 對象,和指標的類型相同。
        基類使用虛解構函式後,基類指標才可以(通過虛函數表)訪問衍生類別的虛解構函式,調用衍生類別的解構函式析構衍生類別本身,可以看到整個衍生類別依次被析構掉了。
*/

    delete pBase; // 基類是虛解構函式,進而衍生類別解構函式也是虛的,整個衍生類別被正確析構。
    
    cout << "----------------\n";
}

下面,我在這裡提一下另一個關注的問題:

        為什麼建構函式不能是虛的?

        原因是構造自己時,對象還不存在。虛函數需要有虛函數表,但這個表因為在構造階段是不存在的,至少還沒分配記憶體,無法實現定義要求。

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