面试题：C++中构造函数与析构函数调用顺序在复杂继承与多态场景下的表现

Question

考虑以下C++代码： ```cpp class Base { public: Base() { std::cout << "Base constructor" << std::endl; } virtual ~Base() { std::cout << "Base destructor" << std::endl; } }; class Derived1 : public Base { public: Derived1() { std::cout << "Derived1 constructor" << std::endl; } ~Derived1() { std::cout << "Derived1 destructor" << std::endl; } }; class Derived2 : public Derived1 { public: Derived2() { std::cout << "Derived2 constructor" << std::endl; } ~Derived2() { std::cout << "Derived2 destructor" << std::endl; } }; ``` 如果有代码 `Base* ptr = new Derived2(); delete ptr;`，输出结果是什么，解释为什么会是这样的输出顺序，特别是析构函数的调用顺序有什么特点，这种顺序在实际编程中有什么意义。

Answer 1

1. 输出结果：

   Base constructor
   Derived1 constructor
   Derived2 constructor
   Derived2 destructor
   Derived1 destructor
   Base destructor
   

2. 解释输出顺序：
   • 构造函数顺序：当执行Base* ptr = new Derived2();时，由于继承关系，会先调用基类的构造函数。Derived2继承自Derived1，Derived1又继承自Base，所以先调用Base的构造函数，输出Base constructor；接着调用Derived1的构造函数，输出Derived1 constructor；最后调用Derived2的构造函数，输出Derived2 constructor。
   • 析构函数顺序：当执行delete ptr;时，因为Base类的析构函数是virtual的，这使得通过基类指针删除派生类对象时，会调用正确的析构函数。先调用最派生类Derived2的析构函数，输出Derived2 destructor；然后调用直接基类Derived1的析构函数，输出Derived1 destructor；最后调用Base类的析构函数，输出Base destructor。
3. 析构函数调用顺序特点：
   • 析构函数的调用顺序与构造函数的调用顺序相反。这是因为构造函数是从基类到派生类依次构建对象的状态，而析构函数则是从最派生类到基类依次清理对象的状态。
   • 当通过基类指针删除派生类对象时，若基类析构函数是virtual的，C++会按照继承层次从最派生类到基类依次调用析构函数，以确保对象的所有部分都被正确清理。
4. 在实际编程中的意义：
   • 资源清理：在实际编程中，对象通常会持有资源（如内存、文件句柄、网络连接等）。按照这种顺序调用析构函数，能保证资源以正确的顺序被释放。例如，如果派生类对象分配了一些特定资源，而基类对象也有相关资源，先析构派生类可以释放其特有的资源，再析构基类可以释放基类相关的资源，避免资源泄漏。
   • 维护对象完整性：这种顺序有助于维护对象状态的完整性。从最派生类开始析构，确保了对象的特定状态首先被清理，然后逐步清理基类状态，符合对象创建和销毁的逻辑过程。