使用非虚拟析构函数有啥具体原因吗？

Posted 2023-02-21

【中文标题】使用非虚拟析构函数有啥具体原因吗？

【英文标题】：Are there any specific reasons to use non-virtual destructors?使用非虚拟析构函数有什么具体原因吗？

【发布时间】：2012-01-31 15:25:24

【问题描述】：

据我所知，任何被指定为具有子类的类都应该用虚拟析构函数声明，这样在通过指针访问它们时可以正确地销毁类实例。

但是为什么甚至可以用非虚拟析构函数声明这样的类呢？我相信编译器可以决定何时使用虚拟析构函数。那么，这是 C++ 设计疏忽，还是我遗漏了什么？

【问题讨论】：

+1。我想问一个类似的问题：如果一个基类有一个virtual 函数，那么为什么我们仍然需要将析构函数设为虚拟？为什么不编译器自己把它变成/认为它是虚拟的？

派生（子类）析构函数时，什么都不做。

见Raymond Chen's blog。

另见***.com/questions/7403883/…

【参考方案1】：

是否有任何使用非虚拟析构函数的具体原因？

是的，有。

主要归结为性能。虚函数不能被内联，相反，您必须首先确定要调用的正确函数（这需要运行时信息），然后再调用该函数。

在性能敏感的代码中，无代码和“简单”函数调用之间的区别可能会有所不同。与许多语言不同，C++ 并不认为这种差异是微不足道的。

但是为什么甚至可以用非虚拟析构函数声明这样的类呢？

因为（对于编译器）很难知道类是否需要虚拟析构函数。

在以下情况下需要虚拟析构函数：

您在指针上调用 delete 通过基类到派生对象

当编译器看到类定义时：

它无法知道您打算从此类派生 - 毕竟您可以从没有虚拟方法的类中派生 但更令人生畏：它无法知道您打算在此类上调用delete

许多人认为多态性需要更新实例，这只是缺乏想象力：

class Base  public: virtual void foo() const = 0; protected: ~Base()  ;

class Derived: public Base 
  public: virtual void foo() const  std::cout << "Hello, World!\n"; 
;

void print(Base const& b)  b.foo(); 

int main() 
  Derived d;
  print(d);

在这种情况下，不需要为虚拟析构函数付费，因为在析构时不涉及多态性。

归根结底，这是一个哲学问题。在可行的情况下，C++ 默认选择性能和最少的服务（主要的例外是 RTTI）。

---

关于警告。有两个警告可以用来发现问题：

-Wnon-virtual-dtor (gcc, Clang)：每当具有虚函数的类未声明虚析构函数时都会发出警告，除非基类中的析构函数为protected。这是一个悲观的警告，但至少你不会错过任何东西。

-Wdelete-non-virtual-dtor（Clang，也移植到 gcc）：每当在指向具有虚函数但没有虚析构函数的类的指针上调用 delete 时发出警告，除非该类标记为final。它的误报率为 0%，但会发出“迟到”的警告（可能会多次）。

【讨论】：

@Nawaz：感谢您的通知，它允许我编辑并注意 gcc 现在已收到我的小警告 :)

【参考方案2】：

为什么析构函数默认不是虚拟的？ http://www2.research.att.com/~bs/bs_faq2.html#virtual-dtor

准则 #4：基类析构函数应该是公共的和虚拟的，或者是受保护的和非虚拟的。 http://www.gotw.ca/publications/mill18.htm

另见：http://www.erata.net/programming/virtual-destructors/

编辑：可能重复？ When should you not use virtual destructors?

【参考方案3】：

你的问题基本上是这样的，“如果类有任何虚拟成员，为什么 C++ 编译器不强制你的析构函数是虚拟的？”这个问题背后的逻辑是，应该将虚拟析构函数与它们打算派生的类一起使用。

C++ 编译器不试图超越程序员的原因有很多。

C++ 的设计原则是物有所值。如果你想要一些虚拟的东西，你必须要求它。明确的。虚拟类中的每个函数都必须显式声明（除非它覆盖基类版本）。

如果具有虚拟成员的类的析构函数自动设为虚拟，那么如果这是您想要的，您会如何选择使其非虚拟？ C++ 没有能力显式声明非虚拟方法。那么您将如何覆盖这种编译器驱动的行为。

对于具有非虚拟析构函数的虚拟类是否有特定的有效用例？我不知道。也许某处有一个退化的案例。但如果你出于某种原因需要它，你将无法根据你的建议说出来。

您真正应该问自己的问题是，当具有虚拟成员的类没有虚拟析构函数时，为什么更多的编译器不会发出警告。毕竟，这就是警告的用途。

【讨论】：

我有点同意警告可能是一个好主意——再说一次，在实践中你也会让人们感到困惑和/或抱怨他们，就像 GCC 的“类有虚拟函数和可访问的非虚拟析构函数”：***.com/questions/5827719/…；不确定解决方案是什么——编译器的建议和理由？ “请编写安全代码”或者引用我之前发布的 GotW 中的指南 #4 :-)

【参考方案4】：

当一个类毕竟是非虚拟的（注 1）时，非虚拟析构函数似乎是有意义的。

但是，我没有看到非虚拟析构函数有任何其他好的用途。

我很欣赏这个问题。非常有趣的问题！

编辑：

注 1： 在性能关键的情况下，最好使用没有任何虚函数表的类，因此根本没有任何虚析构函数。

例如：考虑一个只包含三个浮点值的class Vector3。如果应用程序存储了它们的数组，那么该数组可以以紧凑的方式存储。

如果我们需要一个虚函数表，并且如果我们甚至需要在堆上存储（如在 Java & co. 中），那么该数组将只包含指向内存中“SOMEWHERE”实际元素的指针。

编辑 2：

我们甚至可能有一个完全没有任何虚拟方法的类的继承树。

为什么？

因为，即使拥有“虚拟”方法似乎是常见且可取的情况，这也不是我们人类可以想象的唯一情况。

与该语言的许多细节一样，C++ 为您提供了选择。您可以选择提供的选项之一，通常您会选择其他人选择的选项。但有时你不想要那个选项！

在我们的示例中，类 Vector3 可以从类 Vector2 继承，并且仍然没有虚函数调用的开销。想想，那个例子不是很好；）

【参考方案5】：

我在这里没有提到的另一个原因是 DLL 边界：您想使用相同的分配器来释放您用来分配它的对象。

如果方法存在于 DLL 中，但客户端代码使用直接 new 实例化对象，则客户端的分配器用于获取对象的内存，但对象使用来自DLL，它指向一个析构函数，该析构函数使用 DLL 链接的分配器来释放对象。

当在客户端从 DLL 子类化类时，问题就消失了，因为 DLL 中的虚拟析构函数没有被使用。

【讨论】：

析构函数不会释放内存。它由释放内存的函数调用。如果类重载 new() 和 delete() 运算符，您的答案可能是正确的，否则，我认为不是。

如果派生类覆盖operator delete，那么通过基指针销毁对象的代码不知道，所以要么你发明一种机制让析构函数返回内存是否已经被释放，或者让析构函数直接调用释放函数。 G++ 和 MSVC 都是后者。