讀書筆記 Effective C

嚴格來說，多型分為編譯時多型和執行時多型，編譯時多型是函式的過載，而執行時多型則是遲繫結技術，即根據基類指標或引用的實際指向來決定採取何種行動，一般來說，多型特指執行時多型。下面我們來舉有關c++多型的乙個簡單例子：

1
class
shape2;
8910class circle: public
shape
1116
};17
18class square: public
shape
1925 };

多型前提是繼承，如上面這個例子，shape是基類，它有乙個所有形狀都具有的屬性：顏色。circle和square派生自shape，它們都有顏色的屬性，但同時circle還有半徑的屬性，square有邊長的屬性。這裡print()函式是乙個有多型行為的函式，比如：

1 shape *p1 = new
square;
2 p1->print(); //
這時的執行結果就是「this is a square」
34 shape *p2 = new
circle;
5 p2->print(); //
這時的執行結果就是「this is a circle」

但這裡會有乙個問題，如果接下來操作：

delete p1;
delete p2;

就會出現記憶體的洩露，為什麼會這樣？因為shape沒有顯式定義析構函式，編譯器為我們生成的析構函式不是虛的，這時候delete p1，編譯器就簡單地析構了基類的部分，派生類的部分就被架空了，造成了記憶體的洩露。解決方法是這樣：

1
class
shape
28 };

有了virtual關鍵字，析構時就會檢查指標實際指向的物件，也就會先定位到相應的派生類，完成派生類的析構之後，再析構基類。那麼是怎麼「檢查」指標實際指向的物件呢？c++為每個含有virtual關鍵字的類中提供了乙個虛表指標vptr，它指向乙個由函式指標構成的陣列，稱為虛表。程式在執行時會維護類物件中的vptr，比如：

shape *p1 = new square;

vptr就會指向square的print()函式。

那是不是為了安全起見，將所有的析構函式都加上virtual呢？這樣的確可以防止多型過程中析構造成的記憶體洩露，但同時也有問題，即一旦出現了virtual，編譯器就會生成vptr，這個vptr本身是要佔空間的，對於乙個並不大的類而言，vptr所佔空間（32位機上是4位元組，64位機上是8位元組）的百分比還是很可觀的。所以virtual要相時而加，出現多型繼承關係時一定要加上，而非基類或者不用於多型的基類（比如條款6說的uncopyable）就不要加。另外，所有的stl，包括string，vector等等，在設計時就沒把它們當作基類，所以它們的析構函式都不是虛函式，因此試圖定義乙個類去繼承stl是非常危險的！

再回過頭來看之前的例子：

1
class
shape
28 };

注意到基類的print()函式不僅僅是虛的（含有virtual關鍵字），而且這個函式還是純虛函式（有「=0」），純虛函式所在的類是抽象類，是不能定義物件的，比如：

shape obj;

就不能通過編譯。使不想生成物件的類成為抽象類，這是乙個很好的技術實現方案，但萬一有時候難以找到乙個純虛函式，怎麼辦呢？自己強行加乙個像print()一樣的函式固然是可以的，但不自然，乙個好的方法是把它的析構函式變成純虛函式，像這樣：

1
class
shape
2;

問題算是解決一半了，還有乙個問題，編譯器會在shape派生類的析構函式中建立乙個對~shape()的呼叫動作，如果不實現這個~shape()，鏈結器會報錯，乙個解決方案就是簡單地加上括號，像這樣：

1
class
shape2;
7 };

好了，這下shape既成了抽象類（不能擁有物件），也能在繼承鏈中妥善地處理析構的記憶體問題。

總結一下：

(1) 帶有多型性質的基類應該宣告乙個virtual析構函式。如果class帶有任何virtual函式，它就應該擁有乙個virtual析構函式；

(2) 若乙個類不作為基類，或者不具備多型性（比如uncopyable），就不該宣告virtual析構函式。

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