C++中的析構函數

簡介

析構函數（Destructors），是對象的成員函數，沒有返回值也沒有參數，且一個類只有一個析構函數，當對象被銷毀的時候調用，被銷毀通常有這麼幾個情況。

• 函數執行結束
• 程序執行結束
• 程序塊包含的局部變量
• delete操作

什麼時候要自己寫析構函數？

編譯器會自動創建默認的析構函數，通常都沒有問題，但是當我們在類中動態分配了內存空間時，我們需要手段的回收這塊空間，防止內存溢出。就像這樣

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; 
} 

私有的析構函數

可以將析構函數的訪問權限設置為private，設置時沒有問題的，但是一個問題就是，通常的手段就沒法調用析構函數了。

如下所示，程序結束后要調用析構函數，但是析構函數時私有的沒法調用，所以會編譯出錯。

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

以下這樣不會有問題，因為沒有對象被建立，也不用析構

int main() 
{ 
    Test* t;                                          
} 

以下這樣也不會有問題，因為動態分配的內存需要程序員手段釋放，所以程序結束時沒有釋放內存，也沒有調用析構函數。這裏插一句，動態分配的內存如果不手動釋放，程序結束后也會不會釋放，但是現代操作系統可以幫我們釋放，因為這個動態分配的內存和這個進程有關，操作系統應該可以捕獲到這個泄露的內存從而釋放。（查資料看到的）

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

如果使用delete來刪除對象，會編譯出錯

int main() 
{ 
    Test* t = new Test;
    delete t;//編譯出錯，無法調用私有的析構函數 
}

可以利用Friend函數，進行對象的銷毀，因為Friend可以訪問私有成員，所以可以訪問析構函數。

#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; 
} 

或者給類寫一個銷毀的方法，在需要銷毀的時候調用。

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

那麼什麼時候需要使用私有的析構函數呢？當我們只希望動態分配對象空間（在堆上）時候，用私有析構，就防止了在棧上分配，因為在編譯階段就會出錯。

虛析構函數

當類用到多態的特性時候，使用虛析構函數。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;
}

例子里的析構函數都不是虛函數，當我們想用基類的指針來刪除派生類對象的時候，就出現了問題，“undefined behavior”，c++標準里規定，只由編譯器實現，通常這時不會報錯，會調用基類的析構函數。但這應該不是我們想要的，這會導致內存泄漏。所以要把析構函數置為虛函數。(msvc似乎不用給析構函數加virtual，默認就是虛的，gcc沒有默認還是要加的)

另外虛析構函數可以是純虛析構函數，但是要提供函數體，不然沒法析構，因為虛析構函數和一般的虛函數的overide還不一樣，虛析構函數要挨個執行，不提供函數體，會編譯出錯。

析構函數執行的順序

派生類，成員對象，基類這樣

class B
{public: virtual ~B(){cout<<"基類B執行了"<<endl; }
};

class D
{public:virtual ~D(){cout<<"成員D執行了"<<endl; }
} ;

class E
{public:virtual ~E(){cout<<"成員E執行了"<<endl; }
} ;

class A
{public:virtual ~A(){cout<<"基類A執行了"<<endl;}; 
};

class C:public A,B
{
    public:virtual ~C(){cout<<"派生類執行了"<<endl;};
    private:
        E e;
        D d;
};

int main()  
{  
    C *c;
    c=new C();
    delete c;
}   

結果為：

• 派生類執行了
• 成員D執行了
• 成員E執行了
• 基類B執行了
• 基類A執行了

參考

• [1]什麼時候使用虛函數https://stackoverflow.com/questions/461203/when-to-use-virtual-destructors
• [2]析構函數https://www.geeksforgeeks.org/destructors-c/
• [3]虛析構函數https://www.geeksforgeeks.org/virtual-destructor/
• [4]純析構函數https://www.geeksforgeeks.org/pure-virtual-destructor-c/

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