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------------- codingbook2020 -------------
今天我们来谈一谈面试 C++ 工程师时经常被谈到的一个问题：为什么析构函数必须是虚函数？为什么默认的析构函数不是虚函数？
首先，我们看一下百度百科对虚函数是怎么定义的:
在某基类中声明为 virtual并在一个或多个派生类中被重新定义的成员函数，用法格式为：virtual 函数返回类型 函数名 ( 参数表 ) { 函数体 }；实现多态性，通过指向派生类的基类指针或引用，访问派生类中同名覆盖成员函数。
好了，现在我们大概知道什么是虚函数，虚函数就是类中使用关键 virtual修饰的成员函数，其目的是为了实现多态性。
那么什么是多态性呢？
所谓多态性，顾名思义就是“多个性态”。更具体一点的就是，用一个名字定义多个函数，这些函数执行不同但相似的工作。最简单的多态性的实现方式就是函数重载和模板，这两种属于静态多态性。还有一种是动态多态性，其实现方式就是我们今天要说的虚函数。
回归正题。
一、为什么析构函数必须是虚函数？
当然了，这么说其实是不太严谨的，因为我完全可以将析构函数定义成非虚函数。这个我们后面再说。
首先我们需要知道析构函数的作用是什么。析构函数是进行类的清理工作，具体来说就是释放构造函数开辟的内存空间和资源，当然我们完全可以在析构函数中进行任何我们想要的操作，比如下面我们给出的示例代码，就在析构函数中打印提示信息。
前面我们在介绍虚函数的时候就说到，为实现多态性，可以通过基类的指针或引用访问派生类的成员。也就是说，声明一个基类指针，这个基类指针可以指向派生类对象。
下面我们来看一个例子：
#include <iostream>
using namespace std;
class Father {
public:
~Father() {
cout << "class Father destroyed" << endl;
}
};
class Son : public Father {
public:
~Son() {
cout << "class Son destroyed" << endl;
}
};
int main() {
Father* p = new Son;
delete p;
return 0;
}
/*
运行结果：
class Father destroyed
*/
上面的示例程序中，我们定义了两个类，一个基类，一个派生类，派生类公有继承父类。为了描述简单，这两个类只定义了析构函数，并在析构函数中输出提示信息。在主函数中，我们声明了一个基类的指针，并用一个派生类的实例去初始化这个基类指针，随后删除这个指针。我们看到程序运行的结果，只有基类的析构函数被调用。
为什么会这样呢？指针明明指向的是派生类对象，那删除这个指针，为何只有基类的析构函数被调用，而派生类的析构函数却没有调用呢？
我们先把问题留在这里，接下来我们看看，若析构函数被定义成虚函数会怎么样呢？
#include <iostream>
using namespace std;
class Father {
public:
virtual ~Father() {
cout << "class Father destroyed" << endl;
}
};
class Son : public Father {
public:
~Son() {
cout << "class Son destroyed" << endl;
}
};
int main() {
Father* p = new Son;
delete p;
return 0;
}
/*
运行结果：
class Son destroyed
class Father destroyed
*/
当基类的析构函数被定义成虚函数时，我们再来删除这个指针时，先调用派生类的析构函数，再调用基类的析构函数，很明显这才是我们想要的结果。因为指针指向的是一个派生类实例，我们销毁这个实例时，肯定是希望即清理派生类自己的资源，同时又清理从基类继承过来的资源。而当基类的析构函数为非虚函数时，删除一个基类指针指向的派生类实例时，只清理了派生类从基类继承过来的资源，而派生类自己独有的资源却没有被清理，这显然不是我们希望的。
所以说，如果一个类会被其他类继承，那么我们有必要将被继承的类（基类）的析构函数定义成虚函数。这样，释放基类指针指向的派生类实例时，清理工作才能全面进行，才不会发生内存泄漏。
二、为什么默认的析构函数不是虚函数？
那么既然基类的析构函数如此有必要被定义成虚函数，为何类的默认析构函数却是非虚函数呢？
首先一点，语言设计者如此设计，肯定是有道理的。
原来是因为，虚函数不同于普通成员函数，当类中有虚成员函数时，类会自动进行一些额外工作。这些额外的工作包括生成虚函数表和虚表指针，虚表指针指向虚函数表。每个类都有自己的虚函数表，虚函数表的作用就是保存本类中虚函数的地址，我们可以把虚函数表形象地看成一个数组，这个数组的每个元素存放的就是各个虚函数的地址。
这样一来，就会占用额外的内存，当们定义的类不被其他类继承时，这种内存开销无疑是浪费的。
这样一说，问题就不言而喻了。当我们创建一个类时，系统默认我们不会将该类作为基类，所以就将默认的析构函数定义成非虚函数，这样就不会占用额外的内存空间。同时，系统也相信程序开发者在定义一个基类时，会显示地将基类的析构函数定义成虚函数，此时该类才会维护虚函数表和虚表指针。
这个问题至此就解释完成了，祝大家面试顺利！
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