详解C++中的析构函数

时间:2021-05-19

简介

析构函数(Destructors),是对象的成员函数,没有返回值也没有参数,且一个类只有一个析构函数,当对象被销毁的时候调用,被销毁通常有这么几个情况。

  • 函数执行结束
  • 程序执行结束
  • 程序块包含的局部变量
  • delete操作

什么时候要自己写析构函数?

编译器会自动创建默认的析构函数,通常都没有问题,但是当我们在类中动态分配了内存空间时,我们需要手段的回收这块空间,防止内存溢出。就像这样

class String { private: char *s; int size; public: String(char *); // constructor ~String(); // destructor }; String::String(char *c) { size = strlen(c); s = new char[size+1]; strcpy(s,c); } String::~String() { delete []s; }

私有的析构函数

可以将析构函数的访问权限设置为private,设置时没有问题的,但是一个问题就是,通常的手段就没法调用析构函数了。

如下所示,程序结束后要调用析构函数,但是析构函数时私有的没法调用,所以会编译出错。

#include <iostream> using namespace std; class Test { private: ~Test() {} }; int main() { Test t; }

以下这样不会有问题,因为没有对象被建立,也不用析构

int main() { Test* t; }

以下这样也不会有问题,因为动态分配的内存需要程序员手段释放,所以程序结束时没有释放内存,也没有调用析构函数。这里插一句,动态分配的内存如果不手动释放,程序结束后也会不会释放,但是现代操作系统可以帮我们释放,因为这个动态分配的内存和这个进程有关,操作系统应该可以捕获到这个泄露的内存从而释放。(查资料看到的)

int main() { Test* t = new Test; }

如果使用delete来删除对象,会编译出错

int main() { Test* t = new Test; delete t;//编译出错,无法调用私有的析构函数 }

可以利用Friend函数,进行对象的销毁,因为Friend可以访问私有成员,所以可以访问析构函数。

#include <iostream> class Test { private: ~Test() {} friend void destructTest(Test*); }; void destructTest(Test* ptr) { delete ptr; } int main() { Test* ptr = new Test; destructTest(ptr); return 0; }

或者给类写一个销毁的方法,在需要销毁的时候调用。

class Test { public: destroy(){delete this};private: ~Test() {} };

那么什么时候需要使用私有的析构函数呢?当我们只希望动态分配对象空间(在堆上)时候,用私有析构,就防止了在栈上分配,因为在编译阶段就会出错。

虚析构函数

当类用到多态的特性时候,使用虚析构函数。看如下的例子。

#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;}

例子里的析构函数都不是虚函数,当我们想用基类的指针来删除派生类对象的时候,就出现了问题,“undefined behavior”,c++标准里规定,只由编译器实现,通常这时不会报错,会调用基类的析构函数。但这应该不是我们想要的,这会导致内存泄漏。所以要把析构函数置为虚函数。(msvc似乎不用给析构函数加virtual,默认就是虚的,gcc没有默认还是要加的)

另外虚析构函数可以是纯虚析构函数,但是要提供函数体,不然没法析构,因为虚析构函数和一般的虚函数的overide还不一样,虚析构函数要挨个执行,不提供函数体,会编译出错。

析构函数的执行顺序

派生类,成员对象,基类这样

class B{public: virtual ~B(){cout<<"基类B执行了"<<endl; }};class D{public:virtual ~D(){cout<<"成员D执行了"<<endl; }} ;class E{public:virtual ~E(){cout<<"成员E执行了"<<endl; }} ;class A{public:virtual ~A(){cout<<"基类A执行了"<<endl;}; };class C:public A,B{ public:virtual ~C(){cout<<"派生类执行了"<<endl;}; private: E e; D d;};int main() { C *c; c=new C(); delete c;}

结果为

派生类执行了
成员D执行了
成员E执行了
基类B执行了
基类A执行了

参考

[1]什么时候使用虚函数https://stackoverflow.com/questions/461203/when-to-use-virtual-destructors
[2]析构函数https://www.geeksforgeeks.org/destructors-c/
[3]虚析构函数https://www.geeksforgeeks.org/virtual-destructor/
[4]纯析构函数https://www.geeksforgeeks.org/pure-virtual-destructor-c/

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