C ++中的析构函数如何“虚拟”影响？

Question

官方解释的虚函数是：

虚函数是您希望在派生类中重新定义的成员函数。当您使用指针或对基类的引用来引用派生类对象时，您可以为该对象调用虚函数并执行派生类的函数版本。

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请先看代码：

#include<iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
    A(){cout << "A()" << endl;}
    ~A(){cout << "~A()" << endl;}
};

class B:public A
{
public:
    B(): A(){cout << "B()" << endl;}
    ~B(){cout << "~B()" << endl;}
};

int main()
{
    A * pt = new B;
    delete pt;
}

输出是：

A()
B()
~A()

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我的问题是：

1. 基类的析构函数不能被派生类继承，为什么我们要把基类的析构函数设为虚函数？
2. 对于上面的代码，我知道这会导致问题（这里没有调用 B 类的析构函数）。我从 google 和 stackoverflow 搜索了很多文章或问题，所有这些都告诉我 base 的析构函数应该是虚拟的，但是析构函数的“虚拟”如何工作？我的意思是，有/没有“虚拟”析构函数的核心代码级别有什么区别？

Answer 1

如果A 的析构函数不是虚拟的，则delete pt; 会导致undefined behaviour。

将A的析构函数设为虚拟的原因是为了能够使用delete pt;删除B对象。

这样做的基本原理是，当编译器看到delete pt; 时，一般来说，它无法知道pt 是否指向B 对象，因为直到运行才能做出该决定-时间。因此，您需要查找对象（在本例中为 vtable）的一些运行时属性，以找出要调用的正确析构函数。

其他一些 cmets/answers 表明您的原始代码的定义行为是不调用 B 的析构函数或其他东西。然而这是错误的。您只是看到了未定义行为的症状，可能是这种行为或其他任何行为。

Answer 2

如果析构函数被标记为虚拟，那么当您调用delete 时，您分配的对象的动态类型的析构函数将被调用。在您的示例中，堆上对象的静态类型是 A，而动态类型是 B。

由于您没有将析构函数标记为虚拟，因此不会有运行时分派，并且会调用 A 的析构函数。这是错误的，应该修复。如果您打算以多态方式使用一个类，请确保它的析构函数是虚拟的，以便派生类的实例可以释放它们获得的任何资源。

Answer 3

想象一下 vtable 是如何实现的。

具有虚方法的类将指向函数指针表的指针作为其第一个元素。

virtual on 一个方法意味着它的虚函数表中有一个条目。

对于一个方法，继承的类在覆盖时替换条目。

对于析构函数，条目实际上是“如何在此对象上调用删除”。所有下降的类都会自动覆盖它。从概念上讲，它将delete base_ptr 的调用转换为if (base_ptr) base_ptr->vtable->deleter(base_ptr);。

那么，派生的删除器实际上是（几乎）delete static_cast<derived*>(ptr);，这与通常的删除调用一样，它按顺序调用析构函数。

如果不这样做，您就会出现未定义的行为。通常UB是基类dtor被调用。

Answer 4

如果函数不是virtual，C++运行时会直接调用ma​​ngled函数。例如，在上面的代码中，析构函数可能被修改为_ZNK3AXXXXXXXXX（假名）。所以当你调用delete pt时，运行时会执行_ZNK3AXXXXXXXXX。

但是，如果函数是virtual，结果会有所不同。就像@Yakk 所说，具有虚函数的类将有一个vtable，其条目是函数指针。它可能位于此类地址空间的顶部，也可能位于底部，具体取决于类模型的实现。 virtual 函数的任何调用都会查找此表。如果 dtor 是virtual，则派生类中的函数将覆盖表中的相应条目。当您使用指针或引用调用它时，C++ 运行时将调用表中的函数。再看看你的例子。 pt 指向的对象的条目已被类 B 覆盖，因此当您调用 delete pt 时，将调用 dtor 的覆盖版本。这就是区别。