刨析一下C++构造析构函数能不能声明为虚函数的背后机理？

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先说结论：

构造函数不能声明为虚函数，析构函数可以声明为虚函数。

构造函数可以声明为虚函数吗？

虚函数表里都存了些什么东西？不是金，不是银，是对应类里声明为虚函数的成员地址。在编译期，每个类的虚函数表即被分配和生成。同一个类的所有实例对象都是共享这个虚函数表的，那么每个实例对象也就会隐含有一个成员指针变量专门用来存储虚函数表的地址。这个隐含的成员指针变量需要在实例对象初始化后才会指向虚函数表。

很显然，对象不能在没有初始化之前就知道自己对应的虚函数表在哪里，因此也不能在对象初始化之前调用访问虚函数表的内容（虚函数）。是不是在对象初始化之前就不能调用访问这些虚函数成员了？不是这个意思，这里说的不能仅限于通过虚函数表来访问（比如派生后的类实例对象通过父类的指针变量访问调用虚函数成员），也就是动态访问时才需要虚函数表的信息。不过，就算某个成员函数被声明为虚函数时，也可以通过类的静态特性合法访问的，这是无关痛痒的题外话，评价____。

对象的初始化就是依赖于构造函数的执行，首先是找到最上一层父类的构造函数并执行，然后逐层往下执行构造函数，直到执行完当前类（被实例化的类）的构造函数，这个过程不需要虚函数表的任何信息，在编译期就确定了所有需要的信息了。在构造函数执行之前，对象还无法确定自身的虚函数表在哪里，又怎么从虚函数表里查找对应的虚构造函数呢？如果把构造函数声明为虚函数，那么意义在哪儿呢？想来想去，可能费劲打造出一把刀刃能削铁如泥的好刀，却只是在需要敲钉子时，想起用这把刀的刀背。

所以，很明显构造函数不能声明为虚函数。

析构函数可以声明为虚函数吗？

先看下面的代码，析构函数不声明为虚函数时，

#include <iostream>
using namespace std;

class Base
{
public:
    Base() {
        cout << "Base constructor" << endl;
    }
    ~Base() {
        cout << "Base destructor" << endl;
    }
};

class Derived : public Base
{
public:
    Derived() {
        cout << "Derived constructor" << endl;
    }
    ~Derived() {
        cout << "Derived destructor" << endl;
    }
};

class Derived_again : public Derived
{
public:
    Derived_again() {
        cout << "Derived_again constructor" << endl;
    }
    ~Derived_again() {
        cout << "Derived_again destructor" << endl;
    }
};

int main()
{
    Base *obj = new Derived();
    cout << "----" << endl;
    delete obj;
    return 0;
}

看看编译后执行的结果(这里用的编译器是g++)

Base constructor
Derived constructor
----
Base destructor

从上面的输出来看，类Derived的析构函数没有被调用到，这会导致典型的问题--内存泄漏。

然后把所有析构函数声明为虚函数，重新编译再看看执行结果

Base constructor
Derived constructor
----
Derived destructor
Base destructor

可以看到，需要调用的析构函数都调用了。

那么怎么去理解上面这段代码的执行逻辑呢？

delete obj;

销毁对象时，系统执行的逻辑有两种情况。

一种是，如果析构函数没有被声明为虚函数时，那么在指针obj指向的对象的虚函数表里，是找不到虚析构函数的。由于系统无法往下查找派生类的内容，而且变量obj被声明为某个类（上面代码对应的是Base）的指针类型，那么系统就转为调用这个类（Base）的成员析构函数，这里利用的是静态特性。

另一种是，如果析构函数被声明为虚函数时，先在指针obj指向的对象的虚函数表里，尝试寻找当前对象obj的虚析构函数，找到后执行它。对应代码，被实例化的类是Derived，对象obj的虚析构函数地址应该指向类Derived的成员析构函数。

上面两种情况中，找到第一个析构函数并执行后，会按照静态特性（也就是按照编译期生成的信息），逐层往上一层父类查找成员析构函数并执行，直到最上一层的父类的析构函数被执行完毕为止。

于是，第一种情况下，类Derived的成员析构函数被漏掉执行了，这会导致类Derived所申请的资源没有对应的析构函数来执行释放，内存泄漏发生地那么顺理成章。

可以看到，动态特性可以把事情玩得妥妥当当，面向对象的高级感可能就来自这里。

总结一下，很明显，析构函数可以声明为虚函数，但不是必须。某些情况下，也是必须的，比如，当类指针指向的是该类的子类实例时，析构函数必须声明为虚函数，以防止内存泄漏。

标签：函数,刨析,Derived,C++,Base,析构,声明,构造函数
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