面试题：C++中为何有时需要为类定义虚析构函数

Question

假设有一个基类`Base`和一个派生类`Derived`，`Base`类中有一些资源需要在析构时释放，派生类`Derived`也有额外资源需要释放。如果`Base`类的析构函数不是虚函数，在通过`Base`指针删除`Derived`对象时会发生什么？请通过代码示例说明为什么有时需要将`Base`类的析构函数定义为虚函数。

Answer 1

1. 当Base类析构函数不是虚函数时的情况：
   • 当通过Base指针删除Derived对象且Base类析构函数不是虚函数时，只会调用Base类的析构函数，Derived类的析构函数不会被调用，这会导致Derived类中申请的资源无法释放，从而产生内存泄漏。
   • 以下是代码示例：

#include <iostream>
class Base {
public:
    Base() { std::cout << "Base constructor" << std::endl; }
    ~Base() { std::cout << "Base destructor" << std::endl; }
};
class Derived : public Base {
public:
    Derived() { std::cout << "Derived constructor" << std::endl; }
    ~Derived() { std::cout << "Derived destructor" << std::endl; }
};
int main() {
    Base* ptr = new Derived();
    delete ptr;
    return 0;
}

• 在上述代码中，Base类的析构函数不是虚函数。当执行delete ptr;时，只会调用Base类的析构函数，输出为：

Base constructor
Derived constructor
Base destructor

• 可以看到Derived类的析构函数没有被调用。

2. 将Base类析构函数定义为虚函数的情况：
   • 当把Base类的析构函数定义为虚函数时，通过Base指针删除Derived对象，会先调用Derived类的析构函数，再调用Base类的析构函数，这样就能正确释放Derived类和Base类中申请的资源。
   • 修改后的代码如下：

#include <iostream>
class Base {
public:
    Base() { std::cout << "Base constructor" << std::endl; }
    virtual ~Base() { std::cout << "Base destructor" << std::endl; }
};
class Derived : public Base {
public:
    Derived() { std::cout << "Derived constructor" << std::endl; }
    ~Derived() { std::cout << "Derived destructor" << std::endl; }
};
int main() {
    Base* ptr = new Derived();
    delete ptr;
    return 0;
}

• 此时执行delete ptr;，输出为：

Base constructor
Derived constructor
Derived destructor
Base destructor

• 可以看到Derived类的析构函数被正确调用，资源得到了正确释放。

所以，为了确保通过基类指针删除派生类对象时，派生类的析构函数能被正确调用，防止内存泄漏，有时需要将Base类的析构函数定义为虚函数。