《Effective C++》讀書筆記

田世豪發表於2024-04-21
C++筆記

《Effective C++》讀書筆記

之前看過一遍，不過草草了事。近日看了《深度探索C++物件模型》，想起《Effective C++》中的內容已經有些忘記了，所以重新溫習一下。這篇筆記只挑選書中的一些重要內容進行記錄。

條款07：為多型基類宣告virtual解構函式

這一個條款幾乎是面試中的高頻問題，只需要回答，如果不將基類中的解構函式宣告為虛擬函式，那麼當我們透過基類指標刪除派生類物件時，只會呼叫基類的解構函式，而不會呼叫派生類的解構函式，這樣就會導致派生類中的資源無法釋放，即“區域性銷燬”，造成記憶體洩漏。可是，為什麼會這樣呢？以及為什麼將解構函式宣告為虛擬函式就可以解決這個問題呢？

讓我們結合《深度探索C++物件模型》中的內容來解釋這個問題。-我們知道C++透過虛擬機器制實現多型，而在表現上，多型就是“以一個public base class的指標或者引用尋指出一個derived class object”的意思。因此透過基類指標呼叫函式時，編譯器會檢查該函式是否在虛表中出現，以將該呼叫替換成正確的形式。下面來討論基類解構函式不是虛擬函式時，會發生什麼。

基類解構函式不是虛擬函式

不展現多型：基類中無其它虛擬函式

這種情況下，派生類只是簡單繼承了基類，沒有重寫基類的任何函式，派生類物件中也不會有vptr。因此，當我們透過基類指標刪除派生類物件時，只會呼叫基類的解構函式，派生類的解構函式不會被呼叫，這樣就會導致派生類中的資源無法釋放，即“區域性銷燬”，造成記憶體洩漏。

展現多型：基類中有其它虛擬函式

這種情況下，派生類重寫了基類的某個虛擬函式，派生類物件中會有vptr，vptr指向派生類的虛表。而因為基類的解構函式不是虛擬函式，即其沒有被重寫，所以派生類的虛表中解構函式那一項指向的是基類的解構函式。“區域性銷燬”的情況同樣會發生。

基類的解構函式是虛擬函式

那麼如果基類的解構函式是虛擬函式

下面是示例程式碼：

#include <cstdlib>
#include <iostream>

class Base {
 public:
  Base() {
    _base_data = static_cast<char*>(malloc(100));
    std::cout << "Base constructor" << std::endl;
  }
  virtual ~Base() {
    free(_base_data);
    _base_data = nullptr;
    std::cout << "Base destructor" << std::endl;
  }

 private:
  char* _base_data;
};

class Derived : public Base {
 public:
  Derived() {
    _derived_data = static_cast<char*>(malloc(100));
    std::cout << "Derived constructor" << std::endl;
  }
  virtual ~Derived() override {
    free(_derived_data);
    _derived_data = nullptr;
    std::cout << "Derived destructor" << std::endl;
  }

 private:
  char* _derived_data;
};

int main() {
  Base* base{new Derived()};
  delete base;
  return 0;
}

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