C++面向?qū)ο缶幊讨鰳?gòu)詳解
1. 概述
類的析構(gòu)函數(shù)執(zhí)行與構(gòu)造函數(shù)相反的操作,當(dāng)對(duì)象結(jié)束其生命周期,程序就會(huì)自動(dòng)執(zhí)行析構(gòu)函數(shù):
class ImageEx { public: ImageEx() { cout << "Execute the constructor!" << endl; } ~ImageEx() { cout << "Execute the destructor!" << endl; } }; int main() { ImageEx imageEx; return 0; }
那么同樣的問(wèn)題來(lái)了,為什么要有析構(gòu)函數(shù)呢?
2. 詳論
2.1. 對(duì)象生命周期
在經(jīng)典C++中,需要通過(guò)new/delete來(lái)手動(dòng)管理動(dòng)態(tài)內(nèi)存。如果我們?cè)陬愔猩暾?qǐng)一個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)組,并且通過(guò)自定義的函數(shù)Release()來(lái)釋放它:
class ImageEx { public: ImageEx() { cout << "Execute the constructor!" << endl; data = new unsigned char[10]; } ~ImageEx() { cout << "Execute the destructor!" << endl; } void Release() { delete[] data; data = nullptr; } private: unsigned char * data; }; int main() { { ImageEx imageEx; imageEx.Release(); } return 0; }
那么,當(dāng)類對(duì)象離開(kāi)作用域,結(jié)束生命周期之前,就必須顯示調(diào)用一次成員函數(shù)Release(),否則就會(huì)造成內(nèi)存泄漏:對(duì)象在調(diào)用析構(gòu)函數(shù)之后,只會(huì)銷毀數(shù)據(jù)成員data本身,而不是其指向的內(nèi)存。
那么,一個(gè)合理的實(shí)現(xiàn)是,將成員函數(shù)Release()放入到析構(gòu)函數(shù):
class ImageEx { public: ImageEx() { cout << "Execute the constructor!" << endl; data = new unsigned char[10]; } ~ImageEx() { Release(); cout << "Execute the destructor!" << endl; } private: unsigned char * data; void Release() { delete[] data; data = nullptr; } }; int main() { { ImageEx imageEx; } return 0; }
這樣,當(dāng)類對(duì)象離開(kāi)作用域,結(jié)束生命周期之前,就自動(dòng)通過(guò)析構(gòu)函數(shù),實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)數(shù)組的釋放。好處是顯而易見(jiàn)的:實(shí)現(xiàn)了類似于內(nèi)置數(shù)據(jù)類型對(duì)象的生命周期管理,我們可以像使用內(nèi)置數(shù)據(jù)類型對(duì)象一樣使用類對(duì)象。
2.2. 不一定需要顯式析構(gòu)
在一些現(xiàn)代高級(jí)編程語(yǔ)言(C#、Java、Javascript)中,已經(jīng)不用去手動(dòng)管理動(dòng)態(tài)內(nèi)存,取而代之的,是其與操作系統(tǒng)的中間件(.net,jvm,瀏覽器)的GC(垃圾回收)機(jī)制。而在現(xiàn)代C++中,提倡通過(guò)智能指針(std::shared_ptr、std::unique_ptr、std::weak_ptr)來(lái)管理動(dòng)態(tài)內(nèi)存;對(duì)于動(dòng)態(tài)數(shù)組,則使用標(biāo)準(zhǔn)容器std::vector則更好。在兩者的內(nèi)部都實(shí)現(xiàn)了前文提到的對(duì)象生命周期管理,在離開(kāi)作用域后,通過(guò)析構(gòu)函數(shù)自動(dòng)釋放管理的內(nèi)存,無(wú)需再手動(dòng)進(jìn)行回收。
那么,一個(gè)顯而易見(jiàn)的推論就出來(lái)了,如果我們?cè)陬愔惺褂弥悄苤羔樆蛘遶ector容器來(lái)替代new/delete管理動(dòng)態(tài)內(nèi)存,是不是就可以不用析構(gòu)函數(shù)了?嚴(yán)格來(lái)說(shuō),是不用顯式使用析構(gòu)函數(shù):
class ImageEx { public: ImageEx(): data(10) { cout << "Execute the constructor!" << endl; } private: std::vector<unsigned char> data; }; int main() { ImageEx imageEx; return 0; }
實(shí)際上,并不是這個(gè)類不存在析構(gòu)函數(shù),而是編譯器會(huì)為它生成一個(gè)合成的析構(gòu)函數(shù),在這個(gè)析構(gòu)函數(shù)體中,什么也不用做。因?yàn)轭愔械膭?dòng)態(tài)內(nèi)存,已經(jīng)交由std::vector容器來(lái)管理。當(dāng)類對(duì)象離開(kāi)作用域調(diào)用析構(gòu)函數(shù)之后,會(huì)銷毀這個(gè)std::vector容器數(shù)據(jù)成員,進(jìn)而觸發(fā)其析構(gòu)函數(shù),釋放其管理的內(nèi)存。
2.3. 析構(gòu)的必要性
根據(jù)上一節(jié)內(nèi)容,不一定需要顯式析構(gòu)。因?yàn)楝F(xiàn)代C++的一些機(jī)制能夠幫你自動(dòng)管理動(dòng)態(tài)內(nèi)存。但是析構(gòu)函數(shù)還是必要的,這是由于C++語(yǔ)言本身的性質(zhì)決定的。作為C語(yǔ)言大部分內(nèi)容的超集,需要兼容C語(yǔ)言手動(dòng)管理內(nèi)存的特性。更重要的是,現(xiàn)代操作系統(tǒng)幾乎全部由C語(yǔ)言編寫,與底層的交互不可避免的需要手動(dòng)使用動(dòng)態(tài)內(nèi)存管理。
3. 總結(jié)
所以我們就能理解了,C++這門語(yǔ)言的設(shè)計(jì)哲學(xué)就是就是這樣:既想要C語(yǔ)言的高性能,也想要高級(jí)語(yǔ)言高度抽象的特性。如果我們必須兼容C語(yǔ)言底層設(shè)計(jì),那我們最好使用析構(gòu)函數(shù)釋放動(dòng)態(tài)內(nèi)存;否則多數(shù)情況下,我們應(yīng)該使用智能指針或者stl容器來(lái)管理動(dòng)態(tài)內(nèi)存,從而避免顯示使用析構(gòu)函數(shù)。
本篇文章就到這里了,希望能夠給你帶來(lái)幫助,也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容!
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