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C++中確定基類有虛析構函數

2013年04月28日03:40 閱讀: 15549 次

       有時,一個類想跟蹤它有多少個對象存在。一個簡單的方法是創建一個靜態類成員來統計對象的個數。這個成員被初始化為0,在構造函數里加1,析構函數里減1。(條款m26里說明了如何把這種方法封裝起來以便很容易地添加到任何類中,“my article on counting objects”提供了對這個技術的另外一些改進)

    設想在一個軍事應用程序里,有一個表示敵人目標的類:

    class enemytarget {
    public:
      enemytarget() { ++numtargets; }
      enemytarget(const enemytarget&) { ++numtargets; }
      ~enemytarget() { --numtargets; }

      static size_t numberoftargets()
      { return numtargets; }

      virtual bool destroy();       // 摧毀enemytarget對象后
                                    // 返回成功

    private:
      static size_t numtargets;     // 對象計數器
    };

    // 類的靜態成員要在類外定義;
    // 缺省初始化為0
    size_t enemytarget::numtargets;

    這個類不會為你贏得一份政府防御合同,它離國防部的要求相差太遠了,但它足以滿足我們這兒說明問題的需要。

    敵人的坦克是一種特殊的敵人目標,所以會很自然地想到將它抽象為一個以公有繼承方式從enemytarget派生出來的類(參見條款35及m33)。因為不但要關心敵人目標的總數,也要關心敵人坦克的總數,所以和基類一樣,在派生類里也采用了上面提到的同樣的技巧:

    class enemytank: public enemytarget {
    public:
      enemytank() { ++numtanks; }

      enemytank(const enemytank& rhs)
      : enemytarget(rhs)
      { ++numtanks; }

      ~enemytank() { --numtanks; }

      static size_t numberoftanks()
      { return numtanks; }

      virtual bool destroy();

    private:
      static size_t numtanks;         // 坦克對象計數器
    };

    (寫完以上兩個類的代碼后,你就更能夠理解條款m26對這個問題的通用解決方案了。)

    最后,假設程序的其他某處用new動態創建了一個enemytank對象,然后用delete刪除掉:

    enemytarget *targetptr = new enemytank;

    ...

    delete targetptr;

    到此為止所做的一切好象都很正常:兩個類在析構函數里都對構造函數所做的操作進行了清除;應用程序也顯然沒有錯誤,用new生成的對象在最后也用delete刪除了。然而這里卻有很大的問題。程序的行為是不可預測的——無法知道將會發生什么。

    c++語言標準關于這個問題的闡述非常清楚:當通過基類的指針去刪除派生類的對象,而基類又沒有虛析構函數時,結果將是不可確定的。這意味著編譯器生成的代碼將會做任何它喜歡的事:重新格式化你的硬盤,給你的老板發電子郵件,把你的程序源代碼傳真給你的對手,無論什么事都可能發生。(實際運行時經常發生的是,派生類的析構函數永遠不會被調用。在本例中,這意味著當targetptr 刪除時,enemytank的數量值不會改變,那么,敵人坦克的數量就是錯的,這對需要高度依賴精確信息的部隊來說,會造成什么后果?)

    為了避免這個問題,只需要使enemytarget的析構函數為virtual。聲明析構函數為虛就會帶來你所希望的運行良好的行為:對象內存釋放時,enemytank和enemytarget的析構函數都會被調用。

    和絕大部分基類一樣,現在enemytarget類包含一個虛函數。虛函數的目的是讓派生類去定制自己的行為(見條款36),所以幾乎所有的基類都包含虛函數。

    如果某個類不包含虛函數,那一般是表示它將不作為一個基類來使用。當一個類不準備作為基類使用時,使析構函數為虛一般是個壞主意。請看下面的例子,這個例子基于arm(“the annotated c++ reference manual”)一書的一個專題討論。

    // 一個表示2d點的類
    class point {
    public:
      point(short int xcoord, short int ycoord);
      ~point();

    private:
      short int x, y;
    };

 

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