好的，阿杰！我们来深入讲解 C++ 中的虚析构函数（virtual destructor），从原理到实战，再加上最佳实践。

🧩 C++ 虚析构函数（Virtual Destructor）详解

一、什么是虚析构函数？

在 C++ 中，析构函数（destructor） 是对象销毁时自动调用的函数，用于释放资源。

当一个类有 继承关系 且可能通过基类指针删除派生类对象时，必须使用虚析构函数，否则可能造成资源泄漏。

1️⃣ 普通析构函数的问题

#include <iostream>
using namespace std;

class Base {
public:
    ~Base() { cout << "Base析构函数" << endl; }
};

class Derived : public Base {
public:
    ~Derived() { cout << "Derived析构函数" << endl; }
};

int main() {
    Base* p = new Derived();
    delete p; // 只会调用 Base 析构函数
}

输出：

Base析构函数

❌ 只调用了基类析构函数，派生类资源未释放 → 造成资源泄漏。

2️⃣ 虚析构函数的解决方案

#include <iostream>
using namespace std;

class Base {
public:
    virtual ~Base() { cout << "Base析构函数" << endl; }
};

class Derived : public Base {
public:
    ~Derived() { cout << "Derived析构函数" << endl; }
};

int main() {
    Base* p = new Derived();
    delete p; // 会先调用 Derived 析构函数，再调用 Base
}

输出：

Derived析构函数
Base析构函数

✅ 派生类析构函数被调用，资源安全释放。

二、虚析构函数原理

  • 虚析构函数属于 虚函数 的一种特殊情况；
  • C++ 会在类中创建 虚函数表（vtable），指向虚函数入口；
  • 删除基类指针时，通过 vtable 找到 正确的析构函数顺序：
    1. 派生类析构函数
    2. 基类析构函数

三、虚析构函数注意事项

  1. 虚析构函数只在基类需要通过基类指针删除派生类对象时使用。
  2. 如果基类不打算被继承或不会通过基类指针删除对象，则不必声明为虚析构。
  3. 虚析构函数会增加类的大小（通常多 4 或 8 字节，存储 vptr）。

四、纯虚析构函数

  • 有时候基类希望 成为抽象类，可以声明纯虚析构函数：
class Abstract {
public:
    virtual ~Abstract() = 0; // 纯虚析构函数
};

Abstract::~Abstract() {
    cout << "Abstract析构函数实现" << endl;
}

⚠️ 注意：纯虚析构函数必须提供 函数体，否则编译报错。

五、实战示例

#include <iostream>
using namespace std;

class Animal {
public:
    virtual ~Animal() { cout << "Animal析构" << endl; }
    virtual void speak() = 0;
};

class Cat : public Animal {
public:
    Cat() { name = new char[10]; }
    ~Cat() { 
        delete[] name;
        cout << "Cat析构" << endl; 
    }
    void speak() override { cout << "喵喵" << endl; }
private:
    char* name;
};

int main() {
    Animal* a = new Cat();
    a->speak();
    delete a; // 正确释放 Cat 对象
}

输出：

喵喵
Cat析构
Animal析构

✅ 确保堆上派生类对象资源被安全释放。

六、虚析构函数总结

特性说明
作用保证通过基类指针删除派生类对象时，派生类析构函数被调用
代价每个对象多一个 vptr（4~8 字节），增加少量开销
使用场景基类有派生类，且可能通过基类指针释放对象
注意纯虚析构函数必须提供函数体，析构顺序：派生 → 基类

💡 小结：
虚析构函数是 C++ 面向对象编程中 保证资源安全释放的重要机制。
在设计基类时，如果类需要被继承且可能通过基类指针释放对象，务必声明为虚析构函数。