虛析構函數(√)、純虛析構函數(√)、虛構造函數(X)

一. 虛析構函數

我們知道，為了能夠正确的調用對象的析構函數，一般要求具有層次結構的頂級類定義其析構函數為虛函數。因為在delete一個抽象類指針的時候，必須要通過虛函數找到真正的析構函數。例如：

#include <iostream>
using namespace std;
class Base
{
public:
Base() {}
virtual ~Base() {cout<<"Base Destruct"<<endl;}
};
class Derived : public Base
{
public:
    Derived() {}
    ~Derived() {cout<<"Derived Destruct"<<endl;}
};
int main()
{
    Base * pb = new Derived();
    delete pb;

    return 0;
}
           

這是正确的用法，會發生動态綁定，它會先調用Derived的析構函數，然後調用Base的析構函數。

如果Base析構函數不加virtual，說明Base的析構函數不是虛析構函數，調用的函數依賴于指向靜态類型(即Base)，delete pb隻會執行Base的析構函數，而不是真正的Derived析構函數。

二. 純虛析構函數

現在的問題是，我們想把Base做成抽象類，不能直接構造對象，需要在其中定義一個純虛函數。如果其中沒有其他合适的函數，可以把析構函數定義為純虛的，即将前面的Base定義改成：

class Base
{
public:
    Base() {}
    virtual ~Base() = 0;
};
           

可是，這段代碼不能通過編譯，通常是link錯誤，不能找到~Base()的引用。這是因為，析構函數、構造函數和其他内部函數不一樣，在調用時，編譯器需要産生一個調用鍊。也就是說，Derived的析構函數裡面隐含調用了Base的析構函數。而剛才的代碼中，缺少～Base()的函數體，當然會出現錯誤。

這裡面有一個誤區，有人認為，virtual f()=0這種純虛函數是沒有定義體的。其實，這是不對的。這種文法隻是表明這個函數是一個純虛函數，是以這個類變成了抽象類，不能産生對象。我們完全可以為純虛函數指定函數體。通常的純虛函數不需要函數體，是因為我們一般不會調用抽象類的這個函數，隻會調用派生類的對應函數。這樣，我們就有了一個純虛析構函數的函數體，上面的代碼需要改成：

class Base
{
public:
    Base(){}
    virtual ~Base() = 0; //pure virtual
};
Base::~Base()//function body
{
}
           

從文法角度來說，不可以将上面的析構函數直接寫入類聲明中（内聯函數的寫法）。

這個問題看起來有些學術化，因為一般我們完全可以在Base中找到一個更加适合的函數，通過将其定義為沒有實作體的純虛函數，而将整個類定義為抽象類。但這種技術也有一些應用，如這個例子：

class Base //abstract class
{
public:
    virtual ~Base(){};//virtual, but not pure
    virtual void Hiberarchy() const = 0;//pure virtual
};

void Base::Hiberarchy() const //pure virtual also can have function body
{
    cout <<"Base::Hiberarchy"<<endl;
}

class Derived : public Base
{
public:
    Derived(){}
    virtual void Hiberarchy() const
    {
        Base::Hiberarchy();
        cout <<"Derived::Hiberarchy"<<endl;
    }
};

int main()
{
    Base* pb=new Derived();
    pb->Hiberarchy();
    pb->Base::Hiberarchy();
    return 0;
}
           

在這個例子中，我們試圖列印出類的繼承關系。在基類Base中定義了虛函數Hiberarchy，然後在派生類中重載此函數。我們再一次看到，由于想把Base做成個抽象類，而這個類中沒有其他合适的成員方法可以定義為純虛，我們隻好将Hiberarchy定義為純虛的。（當然，完全可以定義～Base函數，這就和上面的讨論一樣了。）

另外，可以看到，在main中有兩種調用方法，第一種是普通的方式，進行動态連結，執行虛函數，得到結果"Derived::Hiberarchy"；第二種是指定類的方式，就不再執行虛函數的動态連結過程了，結果是"Base::Hiberarchy"。

通過上面的分析可以看出，定義純虛函數的真正目的是為了定義抽象類，而并不是函數本身。

最後，總結一下關于虛函數的一些常見問題：

1) 虛函數是動态綁定的，也就是說，使用虛函數的指針和引用能夠正确找到實際類的對應函數，而不是執行定義類的函數。這是虛函數的基本功能。

2) 構造函數不能是虛函數。因為虛函數的意思是對象産生後開啟動态綁定，程式會根據對象的動态類型來選擇要調用的方法。然而在構造函數運作時，這個對象根本不存在，是以不能産生動态綁定。而且，在構造函數中調用虛函數，實際執行的是父類的對應函數，因為自己還沒有構造好, 多态是被disable的。

3) 析構函數可以是虛函數，而且，在一個複雜類結構中，這往往是必須的。

4) 将一個函數定義為純虛函數，實際上是将這個類定義為抽象類，不能執行個體化該類的對象。

5) 純虛函數通常沒有定義體，但也完全可以擁有。

6) 析構函數可以是純虛的，但純虛析構函數必須有定義體，因為析構函數的調用是在子類中隐含的。

7) 非純的虛函數必須有定義體，不然是一個錯誤。

8) 派生類的override虛函數定義必須和父類完全一緻。除了一個特例，如果父類中傳回值是一個指針或引用，子類override時可以傳回這個指針（或引用）的派生。例如，在上面的例子中，在Base中定義了 virtual Base* clone(); 在Derived中可以定義為 virtual Derived* clone()。可以看到，這種放松對于Clone模式是非常有用的。