c++中多态调用场景下基类析构函数的virtual声明

一.基类析构函数未加virtual声明的情况

  在多态场景中，可通过基类的指针指向子类对象，并完成对子类对象的成员函数调用；在函数对象析构时，根据继承顺序，往往是先调用子类的析构函数，然后调用基类的析构函数，但是在多态场景中，可能会出现以下错误的情况：

1.1 基础示例演示

#include 

using namespace std;
 
class base
{
public:
    base(){cout<<"基类构造"<<endl;};
    ~base(){cout<<"基类析构"<<endl;};
};
 
class obj:public base
{
public:
    obj(){cout<<"子类构造"<<endl;};
    ~obj(){cout<<"子类析构"<<endl;};
};

int main()
{
    base *pbase=new obj;    // 创建一个基类指针，并指向子类对象
    delete pbase;           // 析构基类对象
    pbase=nullptr;

    return 0;
}

  上述程序看似没问题，但是执行下来发现，输出结果如下：

  可以发现此处在析构时仅仅调用了基类的析构函数，并没有调用子类的析构函数，在上述例子中并不会造成什么太坏影响，但是如果在子类的析构函数中做了内存释放、资源清楚等事情，上述情况就会造成内存泄漏，具体见下面的示例。

1.2 进阶示例演示

#include 
#include 

using namespace std;
 
class base
{
public:
    base(){cout<<"基类构造"<<endl;};
    ~base(){cout<<"基类析构"<<endl;};
    virtual void display(void) = 0;
};
 
class obj:public base
{
public:
    obj(){
        p = (char *)malloc(100);
        strcpy(p,"子类申请的内存空间调用");
        cout<<"子类构造"<<endl;
    };
    ~obj(){
        free(p);
        p=nullptr;
        cout<<"子类析构"<<endl;
    };
    virtual void display(void)
    {
        std::cout<<string(p)<<std::endl;
    };
private:
    char *p =nullptr;
};

int main()
{
    base *pbase=new obj;    // 创建一个基类指针，并指向子类对象
    pbase->display();       // 基类指针调用子类对象，多态
    delete pbase;           // 析构基类对象
    pbase=NULL;
    return 0;
}

程序执行结果：

  在上述示例中，可以发现在子类的构造函数中申请了100 byte的内存空间给指针p，在析构函数中释放了该内存，因此在执行子类构造函数后必须执行其析构函数，否则会造成内存泄漏，上述的执行结果显然没有调用子类的析构函数，必然造成p申请的内存空间得不到释放，造成内存泄漏，如何解决？基类析构函数需要加virtual声明。具体见下。

二.基类析构函数添加virtual声明的情况

  如何解决在多态调用的场景中确保子类的对象能够被及时析构------在基类的析构函数加virtual声明。

#include 
#include 

using namespace std;
 
class base
{
public:
    base(){cout<<"基类构造"<<endl;};
    virtual ~base(){cout<<"基类析构"<<endl;};    // !!! virtual声明很关键
    virtual void display(void) = 0;    
};
 
class obj:public base
{
public:
    obj(){
        p = (char *)malloc(100);
        strcpy(p,"子类申请的内存空间调用");
        cout<<"子类构造"<<endl;
    };
    ~obj(){
        free(p);
        p=nullptr;
        cout<<"子类析构"<<endl;
    };
    virtual void display(void)
    {
        std::cout<<string(p)<<std::endl;
        // std::cout<<"dasdasdsa"<
    };
private:
    char *p =nullptr;
};

int main()
{
    base *pbase=new obj;    // 创建一个基类指针，并指向子类对象
    pbase->display();       // 基类指针调用子类对象，多态
    delete pbase;           // 析构基类对象
    pbase=NULL;
    return 0;
}

程序执行结果：

  上述示例中，在基类的析构函数声明时添加了virtual关键字，可见执行结果中调用了子类的析构函数，自然在子类析构函数中释放了p申请的内存，避免了内存泄漏。

三.总结

（1）基类的的析构函数不是虚函数的话，删除指针时，只有基类的内存被释放，派生类的没有，这样就内存泄漏了。

（2）析构函数不是虚函数的话，直接按指针类型调用该类型的析构函数代码，因为指针类型是基类，所以直接调用基类析构函数代码。

（3）当基类指针指向派生类的时候，如果析构函数不声明为虚函数，在析构的时候，不会调用派生类的析构函数，从而导致内存泄露。

（4）子类对象创建时先调用基类构造函数然后在调用子类构造函数，在清除对象时顺序相反，所以delete pbase只清除了基类，而子类没有清除。

（5） 什么时候才要用虚析构函数呢？通常情况下，程序员的经验是，当类中存在虚函数时要把析构函数写成virtual，因为类中存在虚函数，就说明它有想要让基类指针或引用指向派生类对象的情况，此时如果派生类的构造函数中有用new/malloc动态产生的内存，那么在其析构函数中务必要delete这个数据，但是一般的像以上这种程序，这种操作只调用了基类的析构函数，而标记成虚析构函数的话，系统会先调用派生类的析构函数，再调用基类本身的析构函数。

（6）一般情况下，在类中有指针成员的时候要写copy构造函数，赋值操作符重载和析构函数。