我們知道，用C++開(kāi)發(fā)的時(shí)候，用來(lái)做基類的類的析構(gòu)函數(shù)一般都是虛函數(shù)。可是，為什么要這樣做呢？下面用一個(gè)小例子來(lái)說(shuō)明：
有下面的兩個(gè)類：
class ClxBase
{
public:
ClxBase() {};
virtual ~ClxBase() {};
virtual void DoSomething() { cout << "Do something in class ClxBase!" << endl; };
};
class ClxDerived : public ClxBase
{
public:
ClxDerived() {};
~ClxDerived() { cout << "Output from the destructor of class ClxDerived!" << endl; };
void DoSomething() { cout << "Do something in class ClxDerived!" << endl; };
};
對(duì)于如下代碼：
ClxBase *pTest = new ClxDerived;
pTest->DoSomething();
delete pTest;
代碼的輸出結(jié)果是：
Do something in class ClxDerived!
Output from the destructor of class ClxDerived!
這個(gè)很簡(jiǎn)單，非常好理解。
但是，如果把類ClxBase析構(gòu)函數(shù)前的virtual去掉，那輸出結(jié)果就是下面的樣子了：
Do something in class ClxDerived!
也就是說(shuō)，類ClxDerived的析構(gòu)函數(shù)根本沒(méi)有被調(diào)用！一般情況下類的析構(gòu)函數(shù)里面都是釋放內(nèi)存資源，而析構(gòu)函數(shù)不被調(diào)用的話就會(huì)造成內(nèi)存泄漏。我想所有的C++程序員都知道這樣的危險(xiǎn)性。當(dāng)然，如果在析構(gòu)函數(shù)中做了其他工作的話，那你的所有努力也都是白費(fèi)力氣。
所以，文章開(kāi)頭的那個(gè)問(wèn)題的答案就是－－這樣做是為了當(dāng)用一個(gè)基類的指針刪除一個(gè)派生類的對(duì)象時(shí)，派生類的析構(gòu)函數(shù)會(huì)被調(diào)用。
當(dāng)然，并不是要把所有類的析構(gòu)函數(shù)都寫(xiě)成虛函數(shù)。因?yàn)楫?dāng)類里面有虛函數(shù)的時(shí)候，編譯器會(huì)給類添加一個(gè)虛函數(shù)表，里面來(lái)存放虛函數(shù)指針，這樣就會(huì)增加類的存儲(chǔ)空間。所以，只有當(dāng)一個(gè)類被用來(lái)作為基類的時(shí)候，才把析構(gòu)函數(shù)寫(xiě)成虛函數(shù)。
Effective C++條款14: 確定基類有虛析構(gòu)函數(shù)
有時(shí)，一個(gè)類想跟蹤它有多少個(gè)對(duì)象存在。一個(gè)簡(jiǎn)單的方法是創(chuàng)建一個(gè)靜態(tài)類成員來(lái)統(tǒng)計(jì)對(duì)象的個(gè)數(shù)。這個(gè)成員被初始化為0，在構(gòu)造函數(shù)里加1，析構(gòu)函數(shù)里減1。（條款m26里說(shuō)明了如何把這種方法封裝起來(lái)以便很容易地添加到任何類中，“my article on counting objects”提供了對(duì)這個(gè)技術(shù)的另外一些改進(jìn)）
設(shè)想在一個(gè)軍事應(yīng)用程序里，有一個(gè)表示敵人目標(biāo)的類：
class enemytarget {
public:
enemytarget() { ++numtargets; }
enemytarget(const enemytarget&) { ++numtargets; }
~enemytarget() { --numtargets; }
static size_t numberoftargets()
{ return numtargets; }
virtual bool destroy(); // 摧毀enemytarget對(duì)象后
// 返回成功
private:
static size_t numtargets; // 對(duì)象計(jì)數(shù)器
};
// 類的靜態(tài)成員要在類外定義;
// 缺省初始化為0
size_t enemytarget::numtargets;
這個(gè)類不會(huì)為你贏得一份政府防御合同，它離國(guó)防部的要求相差太遠(yuǎn)了，但它足以滿足我們這兒說(shuō)明問(wèn)題的需要。
敵人的坦克是一種特殊的敵人目標(biāo)，所以會(huì)很自然地想到將它抽象為一個(gè)以公有繼承方式從enemytarget派生出來(lái)的類（參見(jiàn)條款35及m33）。因?yàn)椴坏P(guān)心敵人目標(biāo)的總數(shù)，也要關(guān)心敵人坦克的總數(shù)，所以和基類一樣，在派生類里也采用了上面提到的同樣的技巧：
class enemytank: public enemytarget {
public:
enemytank() { ++numtanks; }
enemytank(const enemytank& rhs)
: enemytarget(rhs)
{ ++numtanks; }
~enemytank() { --numtanks; }
static size_t numberoftanks()
{ return numtanks; }
virtual bool destroy();
private:
static size_t numtanks; // 坦克對(duì)象計(jì)數(shù)器
};
（寫(xiě)完以上兩個(gè)類的代碼后，你就更能夠理解條款m26對(duì)這個(gè)問(wèn)題的通用解決方案了。）
最后，假設(shè)程序的其他某處用new動(dòng)態(tài)創(chuàng)建了一個(gè)enemytank對(duì)象，然后用delete刪除掉：
enemytarget *targetptr = new enemytank;
...
delete targetptr;
到此為止所做的一切好象都很正常：兩個(gè)類在析構(gòu)函數(shù)里都對(duì)構(gòu)造函數(shù)所做的操作進(jìn)行了清除；應(yīng)用程序也顯然沒(méi)有錯(cuò)誤，用new生成的對(duì)象在最后也用delete刪除了。然而這里卻有很大的問(wèn)題。程序的行為是不可預(yù)測(cè)的——無(wú)法知道將會(huì)發(fā)生什么。
c++語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于這個(gè)問(wèn)題的闡述非常清楚：當(dāng)通過(guò)基類的指針去刪除派生類的對(duì)象，而基類又沒(méi)有虛析構(gòu)函數(shù)時(shí)，結(jié)果將是不可確定的。這意味著編譯器生成的代碼將會(huì)做任何它喜歡的事：重新格式化你的硬盤，給你的老板發(fā)電子郵件，把你的程序源代碼傳真給你的對(duì)手，無(wú)論什么事都可能發(fā)生。（實(shí)際運(yùn)行時(shí)經(jīng)常發(fā)生的是，派生類的析構(gòu)函數(shù)永遠(yuǎn)不會(huì)被調(diào)用。在本例中，這意味著當(dāng)targetptr 刪除時(shí)，enemytank的數(shù)量值不會(huì)改變，那么，敵人坦克的數(shù)量就是錯(cuò)的，這對(duì)需要高度依賴精確信息的部隊(duì)來(lái)說(shuō)，會(huì)造成什么后果？）
為了避免這個(gè)問(wèn)題，只需要使enemytarget的析構(gòu)函數(shù)為virtual。聲明析構(gòu)函數(shù)為虛就會(huì)帶來(lái)你所希望的運(yùn)行良好的行為：對(duì)象內(nèi)存釋放時(shí)，enemytank和enemytarget的析構(gòu)函數(shù)都會(huì)被調(diào)用。
和絕大部分基類一樣，現(xiàn)在enemytarget類包含一個(gè)虛函數(shù)。虛函數(shù)的目的是讓派生類去定制自己的行為（見(jiàn)條款36），所以幾乎所有的基類都包含虛函數(shù)。
如果某個(gè)類不包含虛函數(shù)，那一般是表示它將不作為一個(gè)基類來(lái)使用。當(dāng)一個(gè)類不準(zhǔn)備作為基類使用時(shí)，使析構(gòu)函數(shù)為虛一般是個(gè)壞主意。請(qǐng)看下面的例子，這個(gè)例子基于arm(“the annotated c++ reference manual”)一書(shū)的一個(gè)專題討論。
// 一個(gè)表示2d點(diǎn)的類
class point {
public:
point(short int xcoord, short int ycoord);
~point();
private:
short int x, y;
};
如果一個(gè)short int占16位，一個(gè)point對(duì)象將剛好適合放進(jìn)一個(gè)32位的寄存器中。另外，一個(gè)point對(duì)象可以作為一個(gè)32位的數(shù)據(jù)傳給用c或fortran等其他語(yǔ)言寫(xiě)的函數(shù)中。但如果point的析構(gòu)函數(shù)為虛，情況就會(huì)改變。
實(shí)現(xiàn)虛函數(shù)需要對(duì)象附帶一些額外信息，以使對(duì)象在運(yùn)行時(shí)可以確定該調(diào)用哪個(gè)虛函數(shù)。對(duì)大多數(shù)編譯器來(lái)說(shuō)，這個(gè)額外信息的具體形式是一個(gè)稱為vptr（虛函數(shù)表指針）的指針。vptr指向的是一個(gè)稱為vtbl（虛函數(shù)表）的函數(shù)指針數(shù)組。每個(gè)有虛函數(shù)的類都附帶有一個(gè)vtbl。當(dāng)對(duì)一個(gè)對(duì)象的某個(gè)虛函數(shù)進(jìn)行請(qǐng)求調(diào)用時(shí)，實(shí)際被調(diào)用的函數(shù)是根據(jù)指向vtbl的vptr在vtbl里找到相應(yīng)的函數(shù)指針來(lái)確定的。
虛函數(shù)實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)不重要（當(dāng)然，如果你感興趣，可以閱讀條款m24），重要的是，如果point類包含一個(gè)虛函數(shù)，它的對(duì)象的體積將不知不覺(jué)地翻番，從2個(gè)16位的short變成了2個(gè)16位的short加上一個(gè)32位的vptr！point對(duì)象再也不能放到一個(gè)32位寄存器中去了。而且，c++中的point對(duì)象看起來(lái)再也不具有和其他語(yǔ)言如c中聲明的那樣相同的結(jié)構(gòu)了，因?yàn)檫@些語(yǔ)言里沒(méi)有vptr。所以，用其他語(yǔ)言寫(xiě)的函數(shù)來(lái)傳遞point也不再可能了，除非專門去為它們?cè)O(shè)計(jì)vptr，而這本身是實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，會(huì)導(dǎo)致代碼無(wú)法移植。
所以基本的一條是，無(wú)故的聲明虛析構(gòu)函數(shù)和永遠(yuǎn)不去聲明一樣是錯(cuò)誤的。實(shí)際上，很多人這樣總結(jié)：當(dāng)且僅當(dāng)類里包含至少一個(gè)虛函數(shù)的時(shí)候才去聲明虛析構(gòu)函數(shù)。
這是一個(gè)很好的準(zhǔn)則，大多數(shù)情況都適用。但不幸的是，當(dāng)類里沒(méi)有虛函數(shù)的時(shí)候，也會(huì)帶來(lái)非虛析構(gòu)函數(shù)問(wèn)題。 例如，條款13里有個(gè)實(shí)現(xiàn)用戶自定義數(shù)組下標(biāo)上下限的類模板。假設(shè)你（不顧條款m33的建議）決定寫(xiě)一個(gè)派生類模板來(lái)表示某種可以命名的數(shù)組(即每個(gè)數(shù)組有一個(gè)名字)。
template<class t> // 基類模板
class array { // (來(lái)自條款13)
public:
array(int lowbound, int highbound);
~array();
private:
vector<t> data;
size_t size;
int lbound, hbound;
};
template<class t>
class namedarray: public array<t> {
public:
namedarray(int lowbound, int highbound, const string& name);
...
private:
string arrayname;
};
如果在應(yīng)用程序的某個(gè)地方你將指向namedarray類型的指針轉(zhuǎn)換成了array類型的指針，然后用delete來(lái)刪除array指針，那你就會(huì)立即掉進(jìn)“不確定行為”的陷阱中。
namedarray<int> *pna =
new namedarray<int>(10, 20, "impending doom");
array<int> *pa;
...
pa = pna; // namedarray<int>* -> array<int>*
...
delete pa; // 不確定! 實(shí)際中，pa->arrayname
// 會(huì)造成泄漏，因?yàn)?/span>*pa的namedarray
// 永遠(yuǎn)不會(huì)被刪除
現(xiàn)實(shí)中，這種情形出現(xiàn)得比你想象的要頻繁。讓一個(gè)現(xiàn)有的類做些什么事，然后從它派生一個(gè)類做和它相同的事，再加上一些特殊的功能，這在現(xiàn)實(shí)中不是不常見(jiàn)。namedarray沒(méi)有重定義array的任何行為——它繼承了array的所有功能而沒(méi)有進(jìn)行任何修改——它只是增加了一些額外的功能。但非虛析構(gòu)函數(shù)的問(wèn)題依然存在（還有其他問(wèn)題，參見(jiàn)m33）
最后，值得指出的是，在某些類里聲明純虛析構(gòu)函數(shù)很方便。純虛函數(shù)將產(chǎn)生抽象類——不能實(shí)例化的類（即不能創(chuàng)建此類型的對(duì)象）。有些時(shí)候，你想使一個(gè)類成為抽象類，但剛好又沒(méi)有任何純虛函數(shù)。怎么辦？因?yàn)槌橄箢愂菧?zhǔn)備被用做基類的，基類必須要有一個(gè)虛析構(gòu)函數(shù)，純虛函數(shù)會(huì)產(chǎn)生抽象類，所以方法很簡(jiǎn)單：在想要成為抽象類的類里聲明一個(gè)純虛析構(gòu)函數(shù)。
這里是一個(gè)例子：
class awov { // awov = "abstract w/o
// virtuals"
public:
virtual ~awov() = 0; // 聲明一個(gè)純虛析構(gòu)函數(shù)
};
這個(gè)類有一個(gè)純虛函數(shù)，所以它是抽象的，而且它有一個(gè)虛析構(gòu)函數(shù)，所以不會(huì)產(chǎn)生析構(gòu)函數(shù)問(wèn)題。但這里還有一件事：必須提供純虛析構(gòu)函數(shù)的定義：
awov::~awov() {} // 純虛析構(gòu)函數(shù)的定義
這個(gè)定義是必需的，因?yàn)樘撐鰳?gòu)函數(shù)工作的方式是：最底層的派生類的析構(gòu)函數(shù)最先被調(diào)用，然后各個(gè)基類的析構(gòu)函數(shù)被調(diào)用。這就是說(shuō)，即使是抽象類，編譯器也要產(chǎn)生對(duì)~awov的調(diào)用，所以要保證為它提供函數(shù)體。如果不這么做，鏈接器就會(huì)檢測(cè)出來(lái)，最后還是得回去把它添上。
可以在函數(shù)里做任何事，但正如上面的例子一樣，什么事都不做也不是不常見(jiàn)。如果是這種情況，那很自然地會(huì)想到將析構(gòu)函數(shù)聲明為內(nèi)聯(lián)函數(shù)，從而避免對(duì)一個(gè)空函數(shù)的調(diào)用所產(chǎn)生的開(kāi)銷。這是一個(gè)很好的方法，但有一件事要清楚。
因?yàn)槲鰳?gòu)函數(shù)為虛，它的地址必須進(jìn)入到類的vtbl（見(jiàn)條款m24）。但內(nèi)聯(lián)函數(shù)不是作為獨(dú)立的函數(shù)存在的（這就是“內(nèi)聯(lián)”的意思），所以必須用特殊的方法得到它們的地址。條款33對(duì)此做了全面的介紹，其基本點(diǎn)是：如果聲明虛析構(gòu)函數(shù)為inline，將會(huì)避免調(diào)用它們時(shí)產(chǎn)生的開(kāi)銷，但編譯器還是必然會(huì)在什么地方產(chǎn)生一個(gè)此函數(shù)的拷貝。