C++程序员必须掌握,为什么有些析构函数也要被定义为虚函数?
在阅读C++项目(caffe)源码时,发现不少基类不仅把常规的成员函数定义成虚函数(virtual),也会把析构函数定义为虚函数,结合前面几节的介绍,稍稍思考下,这样做的确是有原因的,本文将结合C++代码实例尝试探讨下。
为什么要把析构函数定义为虚函数?
随便写一段C++代码作为实例,在这个例子中,我们先不把析构函数定义为虚函数:
这段代码的逻辑很简单,无非就是定义了两个类:类 Base 的成员函数 foo() 为虚函数,构造函数和析构函数都是常规函数,此外它还有个 public 的成员变量 buf。类 Child 则公开继承了 Base,因此它可以直接使用 Base::buf——在构造函数中 new 了一段内存,并且在析构函数 delete 掉它。
我们直接使用 Child 实例化一个对象 c,调用 c.foo(),此时得到如下输出:
一切尽在预料中。
虽说对象 c 调用 foo() 的输出完全符合预计,但像上面那样定义类仍然是非常危险的做法。在这一节我们曾讨论过,父类指针可以调用派生类的重写函数,因此下面这两行C++代码也是合法的,请看:
编译这段C++代码完全没有问题,运行也不会报错,输出如下:
可是,从输出信息能够看出,派生类 Child 的析构函数没有被调用,对于本例而言,new 出来的 buf 没有对应的 delete,势必会造成内存泄漏。
要解决所谓的“不安全问题”,其实很简单,按照题目说的做——将基类的析构函数也定义为虚函数就可以了,请看修改后的C++代码:
也即尽在基类 Base 的析构函数前加上 virtual 关键字,其他的所有代码都无需改动。现在再执行下面的这几行C++代码:
输出如下:
显然,此时派生类 Child 的析构函数也会被调用了,内存泄漏的问题被解决了。
C++ 中的 virtual 关键字是非常好用,也是C++程序员必须掌握的关键字,其实,“不安全问题”出现的原因也是简单的:我们在静态类型与动态绑定一节中提到过,基本上只有涉及到 virtual 函数时,才会发生动态绑定,此时通过对象指针(pb)调用的函数由它指向的类(Child)决定,所以此时派生类 Child 的析构函数会被调用。如果基类 Base 的析构函数不是虚函数,那么对象指针(pb)调用的函数由其静态类型(Base)决定,也即调用的其实只是基类 Base 的析构函数而已。
构造函数和析构函数
构造函数
概念:
构造函数是一种用于创建对象的特殊成员函数。
作用:
为对象分配空间
对数据成员赋初值
请求其他资源
特点:
当创建对象时,系统自动调用构造函数,不能在程序中直接调用。
构造函数名与类名相同。
构造函数允许为内联函数、重载函数、带默认形参值的函数。
构造函数可以有任意类型的参数,但不能具有返回类型。
如果程序中未声明,则系统自动产生出一个默认形式的构造函数。
例如:
Class A{
Public:
A(){}//不带参数的构造函数
A(int a=1,int b=2){}//带默认参数的构造函数
Private:
int a,b;
};
Void main()
{ A a1;//调用的是不带参数的构造函数
A a2();//调用带默认参数的构造函数,将a,b的值改为
A a3(3,7);//调用带默认参数的构造函数,将a,b的值改为3,7
}
拷贝构造函数
概念特点:
拷贝构造函数是一种特殊的构造函数,其形参为本类的对象引用,主要下面三种情况下被自动调用:
定义语句中用一个对象初始化另一个对象。
将一个对象作为参数按值调用方式传递给另一个对象时生成对象副本。
生成一个临时的对象作为函数的返回结果。
class 类名
{ public :
类名(形参);//构造函数
类名(类名 &对象名);//拷贝构造函数
…
};
类名::类名(类名 &对象名)//拷贝构造函数的实现
{ 函数体 }
例:
Class A
{private:
Int x,y;
Public:
A(int a=0,int b=0)
{x=a;y=b;}
A(A& aa)//拷贝构造函数
{x=aa.a;y=aa.b;}
}
默认的拷贝构造函数
如果程序员没有为类声明拷贝初始化构造函数,则编译器自己生成一个默认的拷贝构造函数。
这个构造函数执行的功能是:用作为初始值的对象的每个数据成员的值,初始化将要建立的对象的对应数据成员。
析构函数
概念:
析构函数名字为符号“~”加类名,析构函数没有参数和返回值。一个类中只可能定义一个析构函数,所以析构函数不能重载。
作用:
析构函数是用于取消对象的成员函数,当一个对象作用域结束时,系统自动调用析构函数。
特点:
如果一个对象被定义在一个函数体内,则当这个函数结束时,该对象的析构函数被自动调用。
若一个对象是使用new运算符动态创建的,在使用delete运算符释放它时,delete将会自动调用析构函数。
如果程序中未声明析构函数,编译器将自动产生一个默认的析构函数。
类组合的构造函数, 析构函数调用
构造函数调用顺序:先调用内嵌对象的构造函数(按内嵌时的声明顺序,先声明者先构造)。然后调用本类的构造函数。如果有虚函数,则先调用它。
析构函数的调用顺序正好相反。
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