68 C++的虚析构函数

前情提要：26 Destructors in C++，27 Inheritance in C++.28 Virtual Functions in C++

虚析构函数可以想象为虚函数和析构函数的组合。虚析构函数对于处理多态非常重要，换句话说，如果我有一系列的子类和所有的继承：有一个类 A，然后一个类 B 派生于 A，你想把类 B 引用为类 A，但它实际上是类 B，然后你决定删除 A 或者它以某种方式删除了，然后你还是希望运行 B 的析构函数，而不是运行 A 的析构函数，这就是所谓的虚析构函数以及它的作用。

简单理解下就直接看代码吧：

#include <iostream>

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


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

int main()
{
    Base* base = new Base();
    delete base;
    std::cout << "---------------------\n";
    Derived* derived = new Derived();
    delete derived;

    std::cin.get();
}

很可能已经猜到运行结果了：创建和删除 Base 类时只会调用 Base 类的构造和析构函数; 对于 Derived 类，首先调用了基类的构造函数，然后是 Derived 类的构造函数，当我们删除时先调用 Derived 类的析构函数，再调用基类 Base 类的析构函数。

新加入一个多态类型：

std::cout << "---------------------\n";
Base* poly = new Derived(); // 创建一个Derived实例，但是把它赋值给Base类
delete poly;

这里只有基类的析构函数被调用了，而派生类的析构函数没有被调用。这点很重要，因为这会造成内存泄漏。 delete poly 时，它不知道这个调用的析构函数可能有另一个析构函数，因为它（~Base）没有被标记为虚函数。

标记为virtual，意味着 C++知道在层次结构下可能有某种重写的方法，这个方法就可以被覆写。而virtual destructor（虚析构函数）的意思不是覆写析构函数，而是加上一个析构函数。换句话说如果我把积累的析构函数改为虚函数，它实际会先调用派生类析构函数，然后在层次结构中向上，调用基类析构函数。

举一个例子来说明为什么这会造成内存泄漏：

// 给派生类加一个数组成员
class Derived : public Base
{
public:
    Derived() { m_Array = new int[5]; std::cout << "Derived Constructor\n"; }
    ~Derived() { delete[] m_Array; std::cout << "Derived Destructor\n"; }
private:
    int* m_Array;
};

再回想一下刚才运行程序的结果，很明显这里并没有调用派生类的析构函数，因此给数组分配的 20 字节内存没有被释放，造成了内存泄漏。

那如何解决呢？很简单，给基类的析构函数加上virtual即可：

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

这意味着这个类有可能拓展出子类，可能还有一个析构函数也需要被调用：

很好，现在有了和第二个例子完全一样的结果，意味着即使我们把它当做多态类型处理（或者说是当做基类类型处理），基类和派生类的析构函数都调用了，那个数组也得到了清理。

所以当你在写一个要拓展的类或者子类时，只要你允许一个类拥有子类，你 100%需要声明你的析构函数为虚函数，否则无法安全地拓展这个类。