Когда использовать виртуальные деструкторы?
https://stackoverflow.com/questions/461203
-
19-08-2019 - |
italiano
english
français
española
中国
日本の
العربية
Deutsch
한국어
Português
RussianВопрос
Я хорошо разбираюсь в большей части объектно-ориентированной теории, но единственное, что меня сильно смущает, — это виртуальные деструкторы.
Я думал, что деструктор вызывается всегда, несмотря ни на что и для каждого объекта в цепочке.
Когда вы собираетесь сделать их виртуальными и почему?
Решение
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 b, а Base* является Derived указателем на delete b объект, delete имеет неопределенное поведение :
[В <=>], если статический тип удаляемый объект отличается от его динамического типа, статического тип должен быть базовым классом динамического типа объекта, который будет удален и 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 <=>, когда 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 <=> по указателю на базовый класс.
Вы можете узнать больше о виртуальности и деструкторе виртуального базового класса в этой статье от Херба Саттера .
Другие советы
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 " b " Указатель (базовый указатель) мы обнаружили, что вызывается только базовый деструктор. Но этого не должно быть. 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.
Объявление виртуальных деструкторов в полиморфных базовых классах. Это пункт 7 в Эффективном C ++ Скотту Мейерсу . Далее Майерс резюмирует, что если класс имеет виртуальную функцию , он должен иметь виртуальный деструктор, и что классы, не предназначенные для использования в качестве базовых классов или не предназначенные для полиморфного использования, не должны не объявить 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 происходить переопределение удаления в C ++?
Я использую C ++ в течение многих лет, и мне все еще удается повеситься.
Делайте 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
Виртуальный вызов деструктора ничем не отличается от любого другого вызова виртуальной функции.
Для base->f() вызов будет отправлен на Derived::f(), и то же самое для base->~Base() - его основной функции - будет вызвана Derived::~Derived().
То же самое происходит, когда деструктор вызывается косвенно, например, delete base;. Оператор delete будет вызывать protected, который будет отправлен <=>.
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 это <=>, чтобы он не вызывался 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.
Проще говоря, Виртуальный деструктор предназначен для уничтожения ресурсов 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
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 вашего производного класса является виртуальным, то объекты будут уничтожаться в порядке (сначала производный объект, а затем базовый). Если деструктор вашего производного класса НЕ является виртуальным, тогда будет удален только объект базового класса (поскольку указатель имеет базовый класс & Quot; Base * myObj & Quot;). Таким образом, будет утечка памяти для производного объекта.
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
Посмотрите следующий пример с некоторыми виртуальными функциями
В примере также рассказывается, как 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
Виртуальные деструкторы базового класса являются " передовым опытом " - 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 'virtual' в объявлении деструктора наследующего класса).
Я подумал, что было бы полезно обсудить " undefined " поведение или, по крайней мере, " crash " 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 говорю, нужны ли вам виртуальные деструкторы или нет, хотя я думаю, что в общем случае это хорошая практика. Я просто указываю причину, по которой вы можете столкнуться с падением, если у вашего базового класса (/ struct) нет vtable, а у вашего производного класса (/ struct) есть, и вы удаляете объект через базовый класс (/ struct) указатель. В этом случае адрес, который вы передаете свободной подпрограмме кучи, является недопустимым 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 c или d будет зафиксирован для учета виртуальной таблицы. Если вы передадите указатель a или b для удаления, произойдет сбой, поскольку адрес является недопустимым для свободной подпрограммы кучи.
Если вы планируете удалять производные экземпляры, которые имеют vtables из указателей базового класса, вы должны убедиться, что базовый класс имеет vtable. Один из способов сделать это - добавить виртуальный деструктор, который в любом случае может потребоваться для правильной очистки ресурсов.
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 virtual он будет распечатан:
This is A.
И теперь вы должны понимать, когда использовать виртуальные деструкторы.
когда вам нужно вызвать деструктор производного класса из базового класса. вам нужно объявить виртуальный деструктор базового класса в базовом классе.
Если вы используете shared_ptr(толькоshared_ptr, а не unique_ptr), вам не обязательно 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());
}
выход:
Base Constructor Called
Derived constructor called
Derived destructor called
Base Destructor called
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.
