常見筆/面試題-之構造函數和析構函數

常見筆/面試題-之構造函數和析構函數

構造函數是用來初始化一個對象的，而析構函數的作用則是釋放對象佔用的空間。如果將虛函數、構造函數和析構函數結合起來會有怎麼樣的效果呢？

1. 構造函數可以是虛函數嗎？

   答：構造函數不可以是虛函數！基於以下幾點原因：

   （1）構造一個對象的時候，必須知道對象的實際類型，而虛函數行爲是在運行期間動態確定實際類型的。在構建一個對象時，構造函數執行期間，對象未完全構建完成，編譯器無法知道對象的實際類型，如果構造函數爲虛函數，虛函數的執行是基於對象類型確定的，然而構建的對象本身自己都無法確定自己的類型，虛函數更加無法正確執行！

   （2）虛函數的執行依賴於虛函數表。而虛函數表的初始化工作是在構造函數中完成的，即在構造函數中初始化vptr,讓他指向正確的虛函數表。而在構造對象期間，虛函數表還未被初始化，將導致虛函數無法工作。

   （3）虛函數的意思就是開啓動態綁定，程序會根據對象的動態類型來選擇要調用的方法。然而在構造函數運行的時候，這個對象的動態類型還不完整，沒有辦法確定它到底是什麼類型，故構造函數不能動態綁定。（動態綁定是根據對象的動態類型而不是函數名，在調用構造函數之前，這個對象根本就不存在，它怎麼動態綁定？）

2. 析構函數可以是純虛函數嗎？能舉個例子嗎？

   答：析構函數可以是純虛函數！如果一個類要作爲基類存在，最好將該類的析構函數申明虛函數（除非不使用基類指針的方式構造子類）。
   （1）擁有純虛函數的類稱爲抽象類，專門提供函數接口，不能實例化。如果某個類需要作爲一個抽象類，但是其中並沒有其他方法，這時可以將析構函數聲明爲純虛函數。（因爲構造函數不能是虛函數，更不必提純虛函數了）
   （2）例子：

   
   #include <iostream>
   
   using namespace std;
   
   class test
   {
   public:
       test(){ cout << "test constructor" << endl; }
       virtual ~test() = 0;
   };
   
   test::~test()
   {
   cout << "test destructor! it's specail!" << endl;
   }
   
   class derived:public test
   {
   public:
       derived(){ cout << "derived constructor" << endl; };
       virtual ~derived(){cout << "derived destructor" << endl;};
   };
   
   int main()
   {
       derived d;
       //system("pause");
       return 0;
   }

   注意test基類中的析構函數是純虛函數，但是該析構函數還是有實現，而且必須要有實現！！！test::~test(){}這個定義是必需的，因爲虛析構函數工作的方式是：最底層的派生類的析構函數最先被調用，然後各個基類的析構函數被調用。這就是說，即使是抽象類，編譯器也要產生對~test的調用，所以要保證爲它提供函數體。如果不這麼做，鏈接器就會檢測出來(報錯error link 1120)，最後還是得回去把它添上。雖然抽象類的析構函數可以是純虛函數，但要實例化其派生類對象，仍必須提供抽象基類中析構函數的函數體。

   **通常情況下，抽象類的純虛函數實現必須且只能由派生類實現，但是對於基類的純虛析構函數實現可以由自身給出，也可以由派生類給出。
   擁有純虛析構函數的類也是抽象類!!!**

3. 下面代碼執行後會發生內存泄漏嗎？如果存在該如何修改？

   
   #include <iostream> 
   
       using namespace std;
       //基類
       class Base{
       public:
           Base(){}
           ~Base(){cout << "Base destructor" << endl;}
           void dosomething(){cout << "do something in Base" << endl;}
       };
       //派生類 
       class Derived : public Base{
       public:
           Derived(){}
           ~Derived(){cout << "Derived destructor" << endl;}
           void dosomething(){cout << "do something in Derived" << endl;}
       };
   
       int main(){
           Base *base = new Derived;
           base->dosomething();
           delete base;
           system("pause");
           return 0;
       }

   答：此段代碼執行後將會發生內存泄漏，由於基類指針指向的是子類對象，但是由於基類的析構函數不是虛函數，基類指針無法找到他所指向的實際類型，從而在delete的時候只能釋放derived對象中從基類繼承的部分，其餘部分將無法得到釋放導致內存泄漏！

   修改：

   
   #include <iostream> 
   
   using namespace std;
   
   //情景1：普通成員函數和析構函數，都不是虛函數 
   class Base{
   public:
       Base(){}
       //父類的析構函數，是虛函數，只做了這裏的更改 
       virtual ~Base(){
           cout << "Base destructor" << endl;
       }
       //普通成員 
       void dosomething(){
           cout << "do something in Base" << endl;
       }
   };
   //派生類 
   class Derived : public Base{
   public:
       Derived(){}
       ~Derived(){
           cout << "Derived destructor" << endl;
       }
       void dosomething(){
           cout << "do something in Derived" << endl;
       }
   };
   
   int main(){
       //這個時候，雖然父類指針實際指向子類，可是沒有虛函數表，
       //所以不能調用實際的類型，因此輸出的只能是父類指針自身能看到的內容 
       Base *base = new Derived;
       base->dosomething();//輸出的是父類的函數 
       delete base;//調用的是父類的析構函數 
       system("pause");
       return 0;
   }

   
   由此可以看出，這個時候，就真正實現了將實際類型對象進行釋放的。同時可以得到，如果父類析構是虛函數，子類調用析構函數的話，會先調用子類的析構函數，之後會調用父類的析構函數

   其實這裏父類的析構函數加上了virtual，並不是說pbase釋放的時候，同時調用了子類的析構函數和父類的析構函數，它實際上指向的是子類的虛函數表，那麼就是說父類指針最終只調用了子類的析構函數，由C++類本身特性，當子類析構函數調用的時候，會自動調用父類的析構函數，完成了釋放。

   相關小結

   對於Base *pbase = new Derived;

   如果父類函數不是析構函數，那麼pbase只能“看見”父類本身的函數，這是因爲沒有虛函數表讓它可以找到本身
   如果父類析構函數是虛函數，如果delete pbase，將會先調用子類函數的析構函數，然後子類析構函數自動調用父類的析構函數，真正實現了資源釋放，防止了內存泄露構造派生類的時候，會先構造基類部分，然後構造子類部分；撤銷派生類對象的時候，會先撤銷派生類部分，然後撤銷基類部分