C++箴言：多態(tài)基類中將析構(gòu)函數(shù)聲明為虛擬

C++箴言：多態(tài)基類中將析構(gòu)函數(shù)聲明為虛擬public:

TimeKeeper();

~TimeKeeper();

...

};

classAtomicClock:publicTimeKeeper{...};

classWaterClock:publicTimeKeeper{...};

classWristWatch:publicTimeKeeper{...};

許多客戶只是想簡潔地取得時(shí)間而不關(guān)懷如何計(jì)算的細(xì)節(jié)，所以一個(gè)factory函數(shù)——返回一個(gè)指向新建派生類對象的基類指針的函數(shù)——被用來返回一個(gè)指向計(jì)時(shí)對象的指針：

TimeKeeper*getTimeKeeper();//returnsapointertoadynamic-

//allyallocatedobjectofaclass

//derivedfromTimeKeeper

根據(jù)factory函數(shù)的慣例，getTimeKeeper返回的對象是建立在堆上的，所以為了避開泄漏內(nèi)存和其他資源，最重要的就是要讓每一個(gè)返回的對象都可以被完全刪除。

TimeKeeper*ptk=getTimeKeeper();//getdynamicallyallocatedobject

//fromTimeKeeperhierarchy

...//useit

deleteptk;//releaseittoavoidresourceleak

現(xiàn)在我們精力集中于上面的代碼中一個(gè)更根本的缺陷：即使客戶做對了每一件事，也無法預(yù)知程序?qū)⑷绾芜\(yùn)轉(zhuǎn)。

問題在于getTimeKeeper返回一個(gè)指向派生類對象的指針（比方AtomicClock），那個(gè)對象通過一個(gè)基類指針（也就是一個(gè)TimeKeeper*指針）被刪除，而且這個(gè)基類（TimeKeeper）有一個(gè)非虛的析構(gòu)函數(shù)。禍端就在這里，由于C++指出：當(dāng)一個(gè)派生類對象通過使用一個(gè)基類指針刪除，而這個(gè)基類有一個(gè)非虛的析構(gòu)函數(shù)，則結(jié)果是未定義的。運(yùn)行時(shí)比擬有代表性的后果是對象的派生局部不會(huì)被銷毀。假如getTimeKeeper返回一個(gè)指向AtomicClock對象的指針，則對象的AtomicClock局部（也就是在AtomicClock類中聲明的數(shù)據(jù)成員）很可能不會(huì)被銷毀，AtomicClock的析構(gòu)函數(shù)也不會(huì)運(yùn)行。然而，基類局部（也就是TimeKeeper局部）很可能已被銷毀，這就導(dǎo)致了一個(gè)奇怪的“局部析構(gòu)”對象。這是一個(gè)泄漏資源，破壞數(shù)據(jù)構(gòu)造以及消耗大量調(diào)試時(shí)間的絕妙方法。排解這個(gè)問題特別簡潔：給基類一個(gè)虛析構(gòu)函數(shù)。于是，刪除一個(gè)派生類對象的時(shí)候就有了你所期望的正確行為。將銷毀整個(gè)對象，包括全部的派生類局部：

classTimeKeeper{

public:

TimeKeeper();

virtual~TimeKeeper();

...

};

TimeKeeper*ptk=getTimeKeeper();

...

deleteptk;//nowbehavescorrectly

類似TimeKeeper的基類一般都包含除了析構(gòu)函數(shù)以外的其它虛函數(shù)，由于虛函數(shù)的目的就是允許派生類定制實(shí)現(xiàn)（參見Item34）。例如，TimeKeeper可能有一個(gè)虛函數(shù)getCurrentTime，在各種不同的派生類中有不同的實(shí)現(xiàn)。幾乎全部擁有虛函數(shù)的類差不多都應(yīng)當(dāng)有虛析構(gòu)函數(shù)。

假如一個(gè)類不包含虛函數(shù)，這常常預(yù)示不準(zhǔn)備將它作為基類使用。當(dāng)一個(gè)類不準(zhǔn)備作為基類時(shí)，將析構(gòu)函數(shù)聲明為虛擬通常是個(gè)壞辦法。考慮一個(gè)表現(xiàn)二維空間中的點(diǎn)的類：

classPoint{//a2Dpoint

public:

Point(intxCoord,intyCoord);

~Point();

private:

intx,y;

};

假如一個(gè)int占32位，一個(gè)Point對象正好適用于64位的存放器。而且，這樣一個(gè)Point對象可以被作為一個(gè)64位的量傳遞給其它語言寫的函數(shù)，比方C或者FORTRAN。假如Point的析構(gòu)函數(shù)是虛擬的，狀況就完全不一樣了。

虛函數(shù)的實(shí)現(xiàn)要求對象攜帶額外的信息，這些信息用于在運(yùn)行時(shí)確定該對象應(yīng)當(dāng)調(diào)用哪一個(gè)虛函數(shù)。典型狀況下，這一信息具有一種被稱為vptr（virtualtablepointer，虛函數(shù)表指針）的指針的形式。vptr指向一個(gè)被稱為vtbl（virtualtable，虛函數(shù)表）的函數(shù)指針數(shù)組，每一個(gè)包含虛函數(shù)的類都關(guān)聯(lián)到vtbl。當(dāng)一個(gè)對象調(diào)用了虛函數(shù)，實(shí)際的被調(diào)用函數(shù)通過下面的步驟確定：找到對象的vptr指向的vtbl，然后在vtbl中查找適宜的函數(shù)指針。

虛函數(shù)如何被實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)是不重要的。重要的是假如Point類包含一個(gè)虛函數(shù)，這個(gè)類型的對象的大小就會(huì)增加。在一個(gè)32位架構(gòu)中，它們將從64位（相當(dāng)于兩個(gè)int）長到96位（兩個(gè)int加上vptr）；在一個(gè)64位架構(gòu)中，他們可能從64位長到128位，由于在這樣的架構(gòu)中指針的大小是64位的。為Point加上vptr將會(huì)使它的大小增長50-100%！Point對象不再適合64位存放器。而且，Point