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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間而不關(guān)懷如何計算的細(xì)節(jié),所以一個factory函數(shù)——返回一個指向新建派生類對象的基類指針的函數(shù)——被用來返回一個指向計時對象的指針:
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\轉(zhuǎn)。
問題在于getTimeKeeper返回一個指向派生類對象的指針(比方AtomicClock),那個對象通過一個基類指針(也就是一個TimeKeeper*指針)被刪除,而且這個基類(TimeKeeper)有一個非虛的析構(gòu)函數(shù)。禍端就在這里,由于C++指出:當(dāng)一個派生類對象通過使用一個基類指針刪除,而這個基類有一個非虛的析構(gòu)函數(shù),則結(jié)果是未定義的。運行時比擬有代表性的后果是對象的派生局部不會被銷毀。假如getTimeKeeper返回一個指向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)很可能不會被銷毀,AtomicClock的析構(gòu)函數(shù)也不會運行。然而,基類局部(也就是TimeKeeper局部)很可能已被銷毀,這就導(dǎo)致了一個奇怪的“局部析構(gòu)”對象。這是一個泄漏資源,破壞數(shù)據(jù)構(gòu)造以及消耗大量調(diào)試時間的絕妙方法。排解這個問題特別簡潔:給基類一個虛析構(gòu)函數(shù)。于是,刪除一個派生類對象的時候就有了你所期望的正確行為。將銷毀整個對象,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現(xiàn)(參見Item34)。例如,TimeKeeper可能有一個虛函數(shù)getCurrentTime,在各種不同的派生類中有不同的實現(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)一個類不準(zhǔn)備作為基類時,將析構(gòu)函數(shù)聲明為虛擬通常是個壞辦法??紤]一個表現(xiàn)二維空間中的點的類:
classPoint{//a2Dpoint
public:
Point(intxCoord,intyCoord);
~Point();
private:
intx,y;
};
假如一個int占32位,一個Point對象正好適用于64位的存放器。而且,這樣一個Point對象可以被作為一個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)的實現(xiàn)要求對象攜帶額外的信息,這些信息用于在運行時確定該對象應(yīng)當(dāng)調(diào)用哪一個虛函數(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指向一個被稱為vtbl(virtualtable,虛函數(shù)表)的函數(shù)指針數(shù)組,每一個包含虛函數(shù)的類都關(guān)聯(lián)到vtbl。當(dāng)一個對象調(diào)用了虛函數(shù),實際的被調(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)如何被實現(xiàn)的細(xì)節(jié)是不重要的。重要的是假如Point類包含一個虛函數(shù),這個類型的對象的大小就會增加。在一個32位架構(gòu)中,它們將從64位(相當(dāng)于兩個int)長到96位(兩個int加上vptr);在一個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將會使它的大小增長50-100%!Point對象不再適合64位存放器。而且,Point
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