【C/C++】构造函数和析构函数

时间:2021-02-10 01:33:35

问题1:

MFC类库中,CObject类的重要性不言自明。在CObject的定义中,我们看到一个有趣的现象,即CObject的析构函数是虚拟的。为什么MFC的编写者认为虚拟的析构函数是必要的?

问题2:

析构函数可以为virtual型,构造函数则不能。那么为什么构造函数不能为虚呢?

问题3:

如果虚函数是非常有效的,我们是否可以把每个函数都声明为虚函数?

问题4:

析构函数可以是内联函数吗?

问题5:

请看下面一段程序:

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
using namespace std;

class B
{
private:
int data;
public:
B()
{
cout << "default constructor" << endl;
}
~B()
{
cout << "destructed" << endl;
}
B(int i) : data(i)
{
cout << "constructed by parameter " << data << endl;
}
};

B Play(B b)
{
return b;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
B temp = Play(5);
return 0;
}

问题:

(1)该程序输出的结果是什么?为什么会有这样的输出?

(2)B(int i):data(i),这种用法的专业术语叫什么?

(3)Play(5),形参类型是类,而5是常量,这样写合法吗?为什么?

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问题1解析

我们可以先构造一个类如下:

class Base
{
public:
~CBase() {}
};

class CChild : public Base
{
public:
~CChild() {}
};

int main()
{
Child c;

return 0;
}

上面代码在运行时,由于在生成CChild对象c时,实际上在调用CChild类的构造函数之前必须首先调用其基类CBase的构造函数,所以当撤销c时,也会调用CChild类析构函数之后,调用CBase类的析构函数(析构函数调用顺序与构造函数相反)。也就是说,无论析构函数是不是虚函数,派生类对象被撤销时,肯定会依次上调基类的析构函数。

那么为什么CObject类要搞一个虚的析构函数呢?

因为多态的存在。

仍以上面的代码为例,如果main()中有如下代码:

CBase * pBase; 
CChild c;
pBase = &c;
那么pBase指针被撤销时,调用的是CBase的析构函数还是CChild的呢?显然是CBase的(静态联编)析构函数。但如果把CBase类的析构函数改成virtual型,当pBase指针被撤销时,就会先调用CChild类的析构函数,再调用CBase类的析构函数。

答案

在这个例子里,所有对象都存在于栈框中,当离开其所处的作用域时,该对象会被自动撤销,似乎看不出什么大问题。但是试想,如果CChild类的构造函数在堆中分配了内存,而其析构函数又不是virtual型的,那么撤销pBase时,将不会调用CChild::~CChild(),从而不会释放CChild::CChild()占据的内存,造成内存泄露。

将CObject的析构函数设为virtual型,则所有CObject类的派生类的析构函数都将自动变为virtual型,这保证了在任何情况下,不会出现由于析构函数未被调用而导致的内存泄露。这才是MFC将CObject::~CObject()设为virtual型的真正原因。

问题2答案

虚函数采用一种虚调用的方法。虚调用是一种可以在只有部分信息的情况下工作的机制,特别允许我们调用一个只知道接口而不知道其准确对象类型的函数。但是如果要创建一个对象,你势必要知道对象的准确类型,因此构造函数不能为虚。

问题3答案

不行,这是因为虚函数是有代价的:由于每个虚函数的对象都必须维护一个v表,因此在使用虚函数的时候都会产生一个系统开销。如果仅是一个很小的类,且不想派生其他类,那么根本没必要使用虚函数。

问题4解析

我们可以先构造一个类,让它的析构函数是内联函数,如下所示:

#include <iostream>
using namespace std;

class A
{
public:
void fun()
{
cout << "A" << endl;
}
~A();
};

inline A::~A()
{
cout << "inline" << endl;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
A *niu = new A();
niu->fun();
delete niu;

return 0;
}

该程序可以正确编译并得出结果。

答案:

析构函数可以是内联函数。

问题5答案

(1)应该有两个“destructed”输出:

constructed by parameter 5 // 在Play(5)处,5通过隐含的类型转换调用了B::B(int i)
destructed// Play(5)返回时,参数的析构函数被调用
destructed// temp的析构函数调用;temp的构造函数调用的是编译器生成的拷贝构造函数

(2)带参数的构造函数,冒号后面是成员变量初始化列表(member initialization list)。

(3)合法。单个参数的构造函数如果不添加explicit关键字,会定义一个隐含的类型转换(从参数的类型转换到自己的类型);添加explicit关键字会消除这种隐含转换。