Effective C++: 为多态基类声明虚析构函数

这是Effective C++的第 7 条款，Declare destructors virtual in polymorphic base classes，中文翻译为：为多态基类声明虚析构函数。

这个条款是用来解决一个非常具体且危险的问题：当通过基类指针删除派生类对象时，如果基类的析构函数不是虚函数，派生类的析构函数将不会被调用，导致资源泄漏和未定义行为。

以下代码为例：

// 基类
class TimeKeeper {
public:
    TimeKeeper();
    ~TimeKeeper(); // 注意：这是一个非虚 (non-virtual) 析构函数
    // ...
};

// 派生类
class AtomicClock : public TimeKeeper { ... };

// 工厂函数，返回一个指向派生类对象的基类指针
TimeKeeper* getTimeKeeper() {
    return new AtomicClock();
}

// 客户端代码
TimeKeeper* ptk = getTimeKeeper();
// ... 使用 ptk ...
delete ptk; // 危险！问题就在这里！

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当调用 delete ptk; 时，由于 TimeKeeper 的析构函数不是虚函数，只有 TimeKeeper 的析构函数会被调用，而 AtomicClock 的析构函数不会被调用。这会导致 AtomicClock 中分配的资源（如动态内存、文件句柄等）无法正确释放，进而引发资源泄漏和未定义行为。而解决方法就是将基类的析构函数声明为虚函数：

class TimeKeeper {
public:
    TimeKeeper();
    virtual ~TimeKeeper(); 
    // ...
};

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但是作者又指出，无端地将所有类的析构函数声明为虚函数也是错误的做法。

性能与成本：最直接和最主要的原因是性能和内存成本的考虑，当为一个类添加虚函数时，会给该类的每个对象引入一个虚函数指针(vptr)，这会导致对象体积的增大，文中举了一个非常形象的例子：一个用于表示二维空间点坐标的 Point 类，原本可能只包含两个 int，在64位系统上占用64位（8字节）。一旦为其添加了 vptr，整个对象的体积可能会增大50%~100%，达到96位（12字节）甚至128位（16字节）。另一方面，引入 vptr 会破坏对象的内存布局，使其不再是纯粹的数据集合，这样的对象将“不再可能把它们传递至（或接收自）其他语言所写的函数”，不再具有移植性。
设计意图：一个类不含任何虚函数，通常是在明确地表示“它并不意图被用作一个基类”，或者至少不是一个“多态基类”。文中用 std::string 举例。std::string 没有任何虚函数，包括析构函数。这清楚地表明了它的设计者不希望用户继承它并进行多态操作。如果你错误地这样做了（例如，class SpecialString : public std::string），并且通过 std::string 指针去删除 SpecialString 对象，就会导致未定义行为。

文中还提到了纯虚析构函数，有时候你想让一个类成为抽象基类（不能被实例化），但这个类里又恰好没有任何其他适合声明为纯虚的函数，这时候就可以将析构函数声明为纯虚析构函数：

class AWOW { // Abstract w/o Virtuals
public:
    virtual ~AWOW() = 0; // 声明一个纯虚析构函数
};

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需要注意的是，纯虚析构函数必须在类外进行定义，即使它是纯虚的，因为在派生类对象被销毁时，基类的析构函数仍然需要被调用：

AWOW::~AWOW() { } // 必须提供，哪怕是空的

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