Когда использовать виртуальные деструкторы?

У меня есть четкое понимание большинства ОО-теорий, но меня смущает одна вещь - виртуальные деструкторы.

Я думал, что деструктора всегда называют независимо от того, что и для каждого объекта в цепочке.

Когда вы собираетесь сделать их виртуальными и почему?

Виртуальные деструкторы полезны, когда вы потенциально можете удалить экземпляр производного класса через указатель на базовый класс:

class Base 
{
    // some virtual methods
};

class Derived : public Base
{
    ~Derived()
    {
        // Do some important cleanup
    }
};

Здесь вы заметите, что я не объявил деструктором Базы virtual. Теперь давайте посмотрим на следующий фрагмент:

Base *b = new Derived();
// use b
delete b; // Here's the problem!

Поскольку деструктор Base не является virtualи bявляется Base*ссылающийся на Derivedобъект, delete bимеет неопределенное поведение :

[В delete b], если статический тип удаляемого объекта отличается от его динамического типа, статический тип должен быть базовым классом динамического типа удаляемого объекта, а статический тип должен иметь виртуальный деструктор или поведение не определено .

В большинстве реализаций вызов деструктора будет разрешаться, как и любой не виртуальный код, то есть будет вызываться деструктор базового класса, но не деструктор производного класса, что приводит к утечке ресурсов.

Подводя итог, всегда делайте деструкторы базовых классов, virtualкогда они предназначены для полиморфного манипулирования.

Если вы хотите предотвратить удаление экземпляра с помощью указателя базового класса, вы можете сделать деструктор базового класса защищенным и не виртуальным; при этом компилятор не позволит вам вызвать deleteуказатель на базовый класс.

Вы можете узнать больше о виртуальности и виртуальном деструкторе базового класса в этой статье от Херба Саттера .

Виртуальный конструктор невозможен, но возможен виртуальный деструктор. Давайте поэкспериментируем .......

#include <iostream>

using namespace std;

class Base
{
public:
    Base(){
        cout << "Base Constructor Called\n";
    }
    ~Base(){
        cout << "Base Destructor called\n";
    }
};

class Derived1: public Base
{
public:
    Derived1(){
        cout << "Derived constructor called\n";
    }
    ~Derived1(){
        cout << "Derived destructor called\n";
    }
};

int main()
{
    Base *b = new Derived1();
    delete b;
}

Приведенный выше код выдает следующее:

Base Constructor Called
Derived constructor called
Base Destructor called

Конструкция производного объекта следует правилу конструирования, но когда мы удаляем указатель «b» (базовый указатель), мы обнаруживаем, что вызывается только базовый деструктор. Но этого не должно произойти. Чтобы сделать это правильно, мы должны сделать базовый деструктор виртуальным. Теперь давайте посмотрим, что происходит в следующем:

#include <iostream>

using namespace std;

class Base
{ 
public:
    Base(){
        cout << "Base Constructor Called\n";
    }
    virtual ~Base(){
        cout << "Base Destructor called\n";
    }
};

class Derived1: public Base
{
public:
    Derived1(){
        cout << "Derived constructor called\n";
    }
    ~Derived1(){
        cout << "Derived destructor called\n";
    }
};

int main()
{
    Base *b = new Derived1();
    delete b;
}

Вывод изменился следующим образом:

Base Constructor Called
Derived Constructor called
Derived destructor called
Base destructor called

Таким образом, уничтожение базового указателя (который занимает выделение для производного объекта!) Следует правилу уничтожения, то есть сначала производному, а затем базовому. С другой стороны, нет ничего похожего на виртуальный конструктор.

Объявить деструкторы виртуальными в полиморфных базовых классах. Это пункт 7 в « Эффективном C ++» Скотта Мейерса . Далее Майерс резюмирует, что если у класса есть какая-либо виртуальная функция, у него должен быть виртуальный деструктор, и что классы, не предназначенные для того, чтобы быть базовыми классами или не предназначенные для полиморфного использования, не должны объявлять виртуальные деструкторы.

Также помните, что удаление указателя базового класса при отсутствии виртуального деструктора приведет к неопределенному поведению . То, что я узнал совсем недавно:

Как должно переопределять удаление в C ++?

Я использую C ++ в течение многих лет, и мне все еще удается повеситься.

Сделайте деструктор виртуальным всякий раз, когда ваш класс полиморфен.

Вызов деструктора через указатель на базовый класс

struct Base {
  virtual void f() {}
  virtual ~Base() {}
};

struct Derived : Base {
  void f() override {}
  ~Derived() override {}
};

Base* base = new Derived;
base->f(); // calls Derived::f
base->~Base(); // calls Derived::~Derived

Вызов виртуального деструктора ничем не отличается от вызова любой другой виртуальной функции.

Поскольку base->f()вызов будет отправлен Derived::f(), и он будет таким же, как и для base->~Base()его главной функции, Derived::~Derived()будет вызван вызов.

То же самое происходит, когда деструктор вызывается косвенно, например delete base;. Вызовет deleteзаявление, base->~Base()которое будет отправленоDerived::~Derived() .

Абстрактный класс с не виртуальным деструктором

Если вы не собираетесь удалять объект через указатель на его базовый класс - тогда нет необходимости иметь виртуальный деструктор. Просто сделайте protectedтак, чтобы он не был вызван случайно:

// library.hpp

struct Base {
  virtual void f() = 0;

protected:
  ~Base() = default;
};

void CallsF(Base& base);
// CallsF is not going to own "base" (i.e. call "delete &base;").
// It will only call Base::f() so it doesn't need to access Base::~Base.

//-------------------
// application.cpp

struct Derived : Base {
  void f() override { ... }
};

int main() {
  Derived derived;
  CallsF(derived);
  // No need for virtual destructor here as well.
}

Мне нравится думать об интерфейсах и реализациях интерфейсов. В C ++ говорят, что интерфейс является чисто виртуальным классом. Деструктор является частью интерфейса и должен быть реализован. Поэтому деструктор должен быть чисто виртуальным. Как насчет конструктора? Конструктор фактически не является частью интерфейса, потому что объект всегда создается в явном виде.

Виртуальное ключевое слово для деструктора необходимо, когда вы хотите, чтобы различные деструкторы следовали в правильном порядке, пока объекты удаляются через указатель базового класса. например:

Base *myObj = new Derived();
// Some code which is using myObj object
myObj->fun();
//Now delete the object
delete myObj ; 

Если деструктор базового класса является виртуальным, то объекты будут уничтожаться в порядке (сначала производный объект, затем базовый). Если деструктор базового класса НЕ является виртуальным, тогда будет удален только объект базового класса (поскольку указатель имеет базовый класс "Base * myObj"). Таким образом, будет утечка памяти для производного объекта.

Проще говоря, виртуальный деструктор должен уничтожать ресурсы в правильном порядке, когда вы удаляете указатель базового класса, указывающий на объект производного класса.

 #include<iostream>
 using namespace std;
 class B{
    public:
       B(){
          cout<<"B()\n";
       }
       virtual ~B(){ 
          cout<<"~B()\n";
       }
 };
 class D: public B{
    public:
       D(){
          cout<<"D()\n";
       }
       ~D(){
          cout<<"~D()\n";
       }
 };
 int main(){
    B *b = new D();
    delete b;
    return 0;
 }

OUTPUT:
B()
D()
~D()
~B()

==============
If you don't give ~B()  as virtual. then output would be 
B()
D()
~B()
where destruction of ~D() is not done which leads to leak

Деструкторы виртуальных базовых классов - это «лучшая практика» - вы всегда должны использовать их, чтобы избежать (трудно обнаружить) утечек памяти. Используя их, вы можете быть уверены, что все деструкторы в цепочке наследования ваших классов вызываются (в правильном порядке). Наследование от базового класса с использованием виртуального деструктора делает деструктор унаследованного класса также автоматически виртуальным (поэтому вам не нужно повторно вводить «виртуальный» в объявлении деструктора унаследованного класса).

Если вы используете shared_ptr(только shared_ptr, а не unique_ptr), вам не нужно иметь виртуальный деструктор базового класса:

#include <iostream>
#include <memory>

using namespace std;

class Base
{
public:
    Base(){
        cout << "Base Constructor Called\n";
    }
    ~Base(){ // not virtual
        cout << "Base Destructor called\n";
    }
};

class Derived: public Base
{
public:
    Derived(){
        cout << "Derived constructor called\n";
    }
    ~Derived(){
        cout << "Derived destructor called\n";
    }
};

int main()
{
    shared_ptr<Base> b(new Derived());
}

вывод:

Base Constructor Called
Derived constructor called
Derived destructor called
Base Destructor called

Что такое виртуальный деструктор или как использовать виртуальный деструктор

Деструктор класса - это функция с тем же именем класса, которому предшествует ~, которая перераспределяет память, выделенную классом. Зачем нам нужен виртуальный деструктор

Смотрите следующий пример с некоторыми виртуальными функциями

В примере также рассказывается, как можно преобразовать букву в верхнюю или нижнюю

#include "stdafx.h"
#include<iostream>
using namespace std;
// program to convert the lower to upper orlower
class convertch
{
public:
  //void convertch(){};
  virtual char* convertChar() = 0;
  ~convertch(){};
};

class MakeLower :public convertch
{
public:
  MakeLower(char *passLetter)
  {
    tolower = true;
    Letter = new char[30];
    strcpy(Letter, passLetter);
  }

  virtual ~MakeLower()
  {
    cout<< "called ~MakeLower()"<<"\n";
    delete[] Letter;
  }

  char* convertChar()
  {
    size_t len = strlen(Letter);
    for(int i= 0;i<len;i++)
      Letter[i] = Letter[i] + 32;
    return Letter;
  }

private:
  char *Letter;
  bool tolower;
};

class MakeUpper : public convertch
{
public:
  MakeUpper(char *passLetter)
  {
    Letter = new char[30];
    toupper = true;
    strcpy(Letter, passLetter);
  }

  char* convertChar()
  {   
    size_t len = strlen(Letter);
    for(int i= 0;i<len;i++)
      Letter[i] = Letter[i] - 32;
    return Letter;
  }

  virtual ~MakeUpper()
  {
    cout<< "called ~MakeUpper()"<<"\n";
    delete Letter;
  }

private:
  char *Letter;
  bool toupper;
};


int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
  convertch *makeupper = new MakeUpper("hai"); 
  cout<< "Eneterd : hai = " <<makeupper->convertChar()<<" ";     
  delete makeupper;
  convertch *makelower = new MakeLower("HAI");;
  cout<<"Eneterd : HAI = " <<makelower->convertChar()<<" "; 
  delete makelower;
  return 0;
}

Из приведенного выше примера видно, что деструктор для классов MakeUpper и MakeLower не вызывается.

Смотрите следующий пример с виртуальным деструктором

#include "stdafx.h"
#include<iostream>

using namespace std;
// program to convert the lower to upper orlower
class convertch
{
public:
//void convertch(){};
virtual char* convertChar() = 0;
virtual ~convertch(){}; // defined the virtual destructor

};
class MakeLower :public convertch
{
public:
MakeLower(char *passLetter)
{
tolower = true;
Letter = new char[30];
strcpy(Letter, passLetter);
}
virtual ~MakeLower()
{
cout<< "called ~MakeLower()"<<"\n";
      delete[] Letter;
}
char* convertChar()
{
size_t len = strlen(Letter);
for(int i= 0;i<len;i++)
{
Letter[i] = Letter[i] + 32;

}

return Letter;
}

private:
char *Letter;
bool tolower;

};
class MakeUpper : public convertch
{
public:
MakeUpper(char *passLetter)
{
Letter = new char[30];
toupper = true;
strcpy(Letter, passLetter);
}
char* convertChar()
{

size_t len = strlen(Letter);
for(int i= 0;i<len;i++)
{
Letter[i] = Letter[i] - 32;
}
return Letter;
}
virtual ~MakeUpper()
{
      cout<< "called ~MakeUpper()"<<"\n";
delete Letter;
}
private:
char *Letter;
bool toupper;
};


int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{

convertch *makeupper = new MakeUpper("hai");

cout<< "Eneterd : hai = " <<makeupper->convertChar()<<" \n";

delete makeupper;
convertch *makelower = new MakeLower("HAI");;
cout<<"Eneterd : HAI = " <<makelower->convertChar()<<"\n ";


delete makelower;
return 0;
}

Виртуальный деструктор явно вызовет самый производный деструктор времени выполнения класса, чтобы он мог правильно очистить объект.

Или перейдите по ссылке

https://web.archive.org/web/20130822173509/http://www.programminggallery.com/article_details.php?article_id=138

когда вам нужно вызвать деструктор производного класса из базового класса. вам нужно объявить виртуальный деструктор базового класса в базовом классе.

Я думаю, что суть этого вопроса - виртуальные методы и полиморфизм, а не деструктор. Вот более понятный пример:

class A
{
public:
    A() {}
    virtual void foo()
    {
        cout << "This is A." << endl;
    }
};

class B : public A
{
public:
    B() {}
    void foo()
    {
        cout << "This is B." << endl;
    }
};

int main(int argc, char* argv[])
{
    A *a = new B();
    a->foo();
    if(a != NULL)
    delete a;
    return 0;
}

Распечатает:

This is B.

Без virtualнего распечатают:

This is A.

И теперь вы должны понимать, когда использовать виртуальные деструкторы.

Я подумал, что было бы полезно обсудить «неопределенное» поведение или, по крайней мере, «аварийное» неопределенное поведение, которое может возникнуть при удалении через базовый класс (/ struct) без виртуального деструктора или, точнее, без vtable. Код ниже перечисляет несколько простых структур (то же самое будет верно для классов).

#include <iostream>
using namespace std;

struct a
{
    ~a() {}

    unsigned long long i;
};

struct b : a
{
    ~b() {}

    unsigned long long j;
};

struct c : b
{
    ~c() {}

    virtual void m3() {}

    unsigned long long k;
};

struct d : c
{
    ~d() {}

    virtual void m4() {}

    unsigned long long l;
};

int main()
{
    cout << "sizeof(a): " << sizeof(a) << endl;
    cout << "sizeof(b): " << sizeof(b) << endl;
    cout << "sizeof(c): " << sizeof(c) << endl;
    cout << "sizeof(d): " << sizeof(d) << endl;

    // No issue.

    a* a1 = new a();
    cout << "a1: " << a1 << endl;
    delete a1;

    // No issue.

    b* b1 = new b();
    cout << "b1: " << b1 << endl;
    cout << "(a*) b1: " << (a*) b1 << endl;
    delete b1;

    // No issue.

    c* c1 = new c();
    cout << "c1: " << c1 << endl;
    cout << "(b*) c1: " << (b*) c1 << endl;
    cout << "(a*) c1: " << (a*) c1 << endl;
    delete c1;

    // No issue.

    d* d1 = new d();
    cout << "d1: " << d1 << endl;
    cout << "(c*) d1: " << (c*) d1 << endl;
    cout << "(b*) d1: " << (b*) d1 << endl;
    cout << "(a*) d1: " << (a*) d1 << endl;
    delete d1;

    // Doesn't crash, but may not produce the results you want.

    c1 = (c*) new d();
    delete c1;

    // Crashes due to passing an invalid address to the method which
    // frees the memory.

    d1 = new d();
    b1 = (b*) d1;
    cout << "d1: " << d1 << endl;
    cout << "b1: " << b1 << endl;
    delete b1;  

/*

    // This is similar to what's happening above in the "crash" case.

    char* buf = new char[32];
    cout << "buf: " << (void*) buf << endl;
    buf += 8;
    cout << "buf after adding 8: " << (void*) buf << endl;
    delete buf;
*/
}

Я не предполагаю, нужны ли вам виртуальные деструкторы или нет, хотя я думаю, что в общем случае иметь их стоит. Я просто указываю причину, по которой вы можете столкнуться с падением, если ваш базовый класс (/ struct) не имеет vtable, а ваш производный класс (/ struct) имеет, и вы удаляете объект через базовый класс (/ struct) указатель. В этом случае адрес, который вы передаете свободной подпрограмме кучи, является недействительным и, следовательно, причиной сбоя.

Если вы запустите приведенный выше код, вы ясно увидите, когда возникнет проблема. Когда указатель this базового класса (/ struct) отличается от указателя this производного класса (/ struct), вы столкнетесь с этой проблемой. В приведенном выше примере struct a и b не имеют vtables. Структуры C и D имеют Vtables. Таким образом, указатель a или b на экземпляр объекта ac или d будет зафиксирован для учета виртуальной таблицы. Если вы передадите указатель a или b для удаления, произойдет сбой из-за того, что адрес является недопустимым для свободной подпрограммы кучи.

Если вы планируете удалять производные экземпляры, которые имеют vtables из указателей базового класса, вам необходимо убедиться, что базовый класс имеет vtable. Один из способов сделать это - добавить виртуальный деструктор, который в любом случае может потребоваться для правильной очистки ресурсов.

Основное определение о virtual том, что оно определяет, может ли функция-член класса быть переопределена в его производных классах.

D-tor класса вызывается в основном в конце области, но есть проблема, например, когда мы определяем экземпляр в куче (динамическое выделение), мы должны удалить его вручную.

Как только инструкция выполняется, вызывается деструктор базового класса, но не для производного.

Практический пример - когда в области управления вам приходится манипулировать эффекторами, исполнительными механизмами.

В конце области действия, если деструктор одного из силовых элементов (Привод) не вызван, будут фатальные последствия.

#include <iostream>

class Mother{

public:

    Mother(){

          std::cout<<"Mother Ctor"<<std::endl;
    }

    virtual~Mother(){

        std::cout<<"Mother D-tor"<<std::endl;
    }


};

class Child: public Mother{

    public:

    Child(){

        std::cout<<"Child C-tor"<<std::endl;
    }

    ~Child(){

         std::cout<<"Child D-tor"<<std::endl;
    }
};

int main()
{

    Mother *c = new Child();
    delete c;

    return 0;
}

Любой класс, который наследуется публично, полиморфный или нет, должен иметь виртуальный деструктор. Иными словами, если на него может указывать указатель базового класса, его базовый класс должен иметь виртуальный деструктор.

Если виртуальный, вызывается деструктор производного класса, то конструктор базового класса. Если не виртуальный, вызывается только деструктор базового класса.