答:在實現多態時,當用基類操作派生類,在析構時防止只析構基類而不析構派生類的狀況發生。
代碼說明如下
第一段代碼:
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 }
運行結果:
Do something in class ClxDerived!
Output from the destructor of class ClxDerived!
Output from the destructor of class ClxBase!
這段代碼中基類的析構函數不是虛函數,在main函數中用繼承類的指針去操作繼承類的成員,釋放指針P的過程是:先釋放繼承類的資源,再釋放基類資源.
第二段代碼:
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 }
輸出結果:
Do something in class ClxBase!
Output from the destructor of class ClxBase!
這段代碼中基類的析構函數同樣不是虛函數,不同的是在main函數中用基類的指針去操作繼承類的成員,釋放指針P的過程是:只是釋放了基類的資源,而沒有調用繼承類的析構函數.調用dosomething()函數執行的也是基類定義的函數.
一般情況下,這樣的刪除只能夠刪除基類對象,而不能刪除子類對象,形成了刪除一半形象,造成內存泄漏.
在公有繼承中,基類對派生類及其對象的操作,只能影響到那些從基類繼承下來的成員.如果想要用基類對非繼承成員進行操作,則要把基類的這個函數定義為虛函數.
析構函數自然也應該如此:如果它想析構子類中的重新定義或新的成員及對象,當然也應該聲明為虛的.
第三段代碼:
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 }
運行結果:
Do something in class ClxDerived!
Output from the destructor of class ClxDerived!
Output from the destructor of class ClxBase!
這段代碼中基類的析構函數被定義為虛函數,在main函數中用基類的指針去操作繼承類的成員,釋放指針P的過程是:只是釋放了繼承類的資源,再調用基類的析構函數.調用dosomething()函數執行的也是繼承類定義的函數.
如果不需要基類對派生類及對象進行操作,則不能定義虛函數,因為這樣會增加內存開銷.當類里面有定義虛函數的時候,編譯器會給類添加一個虛函數表,里面來存放虛函數指針,這樣就會增加類的存儲空間.所以,只有當一個類被用來作為基類的時候,才把析構函數寫成虛函數.
構造函數為什么不能是虛函數呢?
首先需要了解 vptr指針和虛函數表的概念,以及這兩者的關聯。
vptr指針指向虛函數表,執行虛函數的時候,會調用vptr指針指向的虛函數的地址。
當定義一個對象的時候,首先會分配對象內存空間,然后調用構造函數來初始化對象。vptr變量是在構造函數中進行初始化的。又因為執行虛函數需要通過vptr指針來調用。如果可以定義構造函數為虛函數,那么就會陷入先有雞還是先有蛋的循環討論中。
基類的析構函數為什么必須是虛函數呢?
我們都知道,想要回收一個對象申請的資源,那么就需要調用析構函數。雖然我們沒有顯示地調用析構函數,但是編譯器都會默認地為我們執行析構函數。
那么當我們執行 BaseClass *base = new BaseClass(); 當我們執行 delete base時,會調用析構函數為我們釋放資源。而 我們執行BaseClass *sub = new SubClass(); 如果BaseClass基類的析構函數不是虛函數的時候,delete sub 對象的時候,只會釋放BaseClass 基類申請的資源,而不是釋放SubClass派生類的資源。原因如下:
基類指針指向了派生類對象,而基類中的析構函數是非virtual的,而虛構函數是動態綁定的基礎。現在析構函數不是virtual的,因此不會發生動態綁定,而是靜態綁定,指針的靜態類型為基類指針,因此在delete的時候只會調用基類的析構函數,而不會調用派生類的析構函數。這樣,在派生類中申請的資源就不會得到釋放,就會造成內存泄漏,這是相當危險的:如果系統中有大量的派生類對象被這樣創建和銷毀,就會有內存不斷的泄漏,久而久之,系統就會因為缺少內存而崩潰。
當然,如果在派生類中沒有動態申請有資源的時候,是不會造成內存泄漏的。而當派生類對象的析構函數中有內存需要回收,並且在編程過程中采用了基類指針指向派生類對象,如為了實現多態,並且通過基類指針將對象銷毀,這時,就會因為基類的析構函數為非虛函數而不觸發動態綁定,從而沒有調用派生類的析構函數而導致內存泄漏。
因此,為了防止這種情況下的內存泄漏的發生,最后將基類的析構函數寫成virtual虛析構函數。