C++虛析構(gòu)函數(shù)、純虛析構(gòu)函數(shù)
虛析構(gòu)函數(shù)
析構(gòu)函數(shù)的工作方式是:最底層的派生類(most derived class)的析構(gòu)函數(shù)最先被調(diào)用,然后調(diào)用每一個基類的析構(gòu)函數(shù)。
因?yàn)樵贑++中,當(dāng)一個派生類對象通過使用一個基類指針刪除,而這個基類有一個非虛的析構(gòu)函數(shù),則結(jié)果是未定義的。運(yùn)行時比較有代表性的后果是對象的派生部分不會被銷毀。然而,基類部分很可能已被銷毀,這就導(dǎo)致了一個古怪的“部分析構(gòu)”對象,這是一個泄漏資源。排除這個問題非常簡單:給基類一個虛析構(gòu)函數(shù)。于是,刪除一個派生類對象的時候就有了你所期望的正確行為。將銷毀整個對象,包括全部的派生類部分。
但是,一般如果不做基類的類的析構(gòu)函數(shù)一般不聲明為虛函數(shù),因?yàn)樘摵瘮?shù)的實(shí)現(xiàn)要求對象攜帶額外的信息,這些信息用于在運(yùn)行時確定該對象應(yīng)該調(diào)用哪一個虛函數(shù)。典型情況下,這一信息具有一種被稱為 vptr(virtual table pointer,虛函數(shù)表指針)的指針的形式。vptr 指向一個被稱為 vtbl(virtual table,虛函數(shù)表)的函數(shù)指針數(shù)組,每一個包含虛函數(shù)的類都關(guān)聯(lián)到 vtbl。當(dāng)一個對象調(diào)用了虛函數(shù),實(shí)際的被調(diào)用函數(shù)通過下面的步驟確定:找到對象的
vptr 指向的 vtbl,然后在 vtbl 中尋找合適的函數(shù)指針。這樣子會使類所占用的內(nèi)存增加。
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定義純虛析構(gòu)函數(shù)(pure virtual destructor)
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純虛成員函數(shù)通常沒有定義;它們是在抽象類中聲明,然后在派生類中實(shí)現(xiàn)。比如說下面的例子:
class File //an abstract class
{
public:
?virtual int open(const string & path, int mode=0x666)=0;
?virtual int close()=0;
//...
};
但是,在某些情況下,我們卻需要定義一個純虛成員函數(shù),而不僅僅是聲明它。最常見的例子是純虛析構(gòu)函數(shù)。在聲明純虛析構(gòu)函數(shù)時,不要忘了同時還要定義它。
class File //abstract class
{
public:
?virtual ~File()=0; //declaration of a pure virtual dtor
};
File::~File() {} //definition of dtor
為什么說定義純虛析構(gòu)函數(shù)是非常重要的
派生類的析構(gòu)函數(shù)會自動調(diào)用其基類的析構(gòu)函數(shù)。這個過程是遞歸的,最終,抽象類的純虛析構(gòu)函數(shù)也會被調(diào)用。
如果純虛析構(gòu)函數(shù)只被聲明而沒有定義,那么就會造成運(yùn)行時(runtime)崩潰。(在很多情況下,這個錯誤會出現(xiàn)在編譯期,但誰也不擔(dān)保一定會是這樣。)純虛析構(gòu)函數(shù)的啞元實(shí)現(xiàn)(dummy implementation,即空實(shí)現(xiàn))能夠保證這樣的代碼的安全性。
class DiskFile : public File
{
public:
?int open(const string & pathname, int mode);
?int close();
?~DiskFile();
};
File * pf = new DiskFile;
//. . .
delete pf; //OK, ultimately invokes File::~File()
在某些情況下定義其它純虛成員函數(shù)可能也是非常有用的(比如說在調(diào)試應(yīng)用程序以及記錄應(yīng)用程序的日志時)。例如,在一個不應(yīng)該被調(diào)用,但是由于一個缺陷而被調(diào)用的基類中,如果有一個純虛成員函數(shù),那么我們可以為它提供一個定義。
class Abstract
{
public:
?virtual int func()=0;
//..
};
int Abstract::func()
{
std::cerr<<"got called from thread " << thread_id<<
?????????????"at:
"<<gettimeofday()<<std::endl;
}
這樣,我們就可以記錄所有對純虛函數(shù)的調(diào)用,并且還可以定位錯誤代碼;不為純虛函數(shù)提供定義將會導(dǎo)致整個程序無條件地終止。