C++虚析构函数的必要性

上节我们讲到，构造函数不能是虚函数，因为派生类不能继承基类的构造函数，将构造函数声明为虚函数没有意义。

这是原因之一，另外还有一个原因：C++ 中的构造函数用于在创建对象时进行初始化工作，在执行构造函数之前对象尚未创建完成，虚函数表尚不存在，也没有指向虚函数表的指针，所以此时无法查询虚函数表，也就不知道要调用哪一个构造函数。下节将会讲解虚函数表的概念。

析构函数用于在销毁对象时进行清理工作，可以声明为虚函数，而且有时候必须要声明为虚函数。

为了说明虚析构函数的必要性，请大家先看下面一个例子：

#include <iostream>
using namespace std;

//基类
class Base
{
public:
    Base();
    ~Base();
protected:
    char *str;
};
Base::Base()
{
    str = new char[100];
    cout<<"Base constructor"<<endl;
}
Base::~Base()
{
    delete[] str;
    cout<<"Base destructor"<<endl;
}

//派生类
class Derived: public Base
{
public:
    Derived();
    ~Derived();
private:
    char *name;
};
Derived::Derived()
{
    name = new char[100];
    cout<<"Derived constructor"<<endl;
}
Derived::~Derived()
{
    delete[] name;
    cout<<"Derived destructor"<<endl;
}

int main()
{
   Base *pb = new Derived();
   delete pb;

   cout<<"-------------------"<<endl;

   Derived *pd = new Derived();
   delete pd;

   return 0;
}

运行结果：

Base constructor
Derived constructor
Base destructor
-------------------
Base constructor
Derived constructor
Derived destructor
Base destructor

本例中定义了两个类，基类 Base 和派生类 Derived，它们都有自己的构造函数和析构函数。在构造函数中，会分配 100 个 char 类型的内存空间；在析构函数中，会把这些内存释放掉。

pb、pd 分别是基类指针和派生类指针，它们都指向派生类对象，最后使用 delete 销毁 pb、pd 所指向的对象。

从运行结果可以看出，语句delete pb;只调用了基类的析构函数，没有调用派生类的析构函数；而语句delete pd;同时调用了派生类和基类的析构函数。

在本例中，不调用派生类的析构函数会导致 name 指向的 100 个 char 类型的内存空间得不到释放；除非程序运行结束由操作系统回收，否则就再也没有机会释放这些内存。这是典型的内存泄露。

1) 为什么delete pb;不会调用派生类的析构函数呢？

因为这里的析构函数是非虚函数，通过指针访问非虚函数时，编译器会根据指针的类型来确定要调用的函数；也就是说，指针指向哪个类就调用哪个类的函数，这在前面的章节中已经多次强调过。pb 是基类的指针，所以不管它指向基类的对象还是派生类的对象，始终都是调用基类的析构函数。

2) 为什么delete pd;会同时调用派生类和基类的析构函数呢？

pd 是派生类的指针，编译器会根据它的类型匹配到派生类的析构函数，在执行派生类的析构函数的过程中，又会调用基类的析构函数。派生类析构函数始终会调用基类的析构函数，并且这个过程是隐式完成的，这在《C++析构函数》一节中已经讲到了。

更改上面的代码，将基类的析构函数声明为虚函数：

class Base
{
public:
    Base();
    virtual ~Base();
protected:
    char *str;
};

运行结果：

Base constructor
Derived constructor
Derived destructor
Base destructor
-------------------
Base constructor
Derived constructor
Derived destructor
Base destructor

将基类的析构函数声明为虚函数后，派生类的析构函数也会自动成为虚函数。这个时候编译器会忽略指针的类型，而根据指针的指向来选择函数；也就是说，指针指向哪个类的对象就调用哪个类的函数。pb、pd 都指向了派生类的对象，所以会调用派生类的析构函数，继而再调用基类的析构函数。如此一来也就解决了内存泄露的问题。

在实际开发中，一旦我们自己定义了析构函数，就是希望在对象销毁时用它来进行清理工作，比如释放内存、关闭文件等，如果这个类又是一个基类，那么我们就必须将该析构函数声明为虚函数，否则就有内存泄露的风险。也就是说，大部分情况下都应该将基类的析构函数声明为虚函数。

注意，这里强调的是基类，如果一个类是最终的类，那就没必要再声明为虚函数了。