这是 C 面向对象中一个非常经典的问题。很多初学者会想“既然虚函数这么厉害可以实现多态那为什么构造函数不用虚函数析构函数反而经常需要虚函数”今天我们用小学生能理解的故事 内存原理来解释。一、先回顾什么是虚函数在讲构造函数之前我们先回忆一下普通函数调用比如class Animal { public: void speak() { cout动物叫endl; } }; class Dog:public Animal { public: void speak() { cout小狗汪汪叫endl; } }; int main() { Animal *p; Dog dog; pdog; p-speak(); }输出动物叫为什么因为p的类型是Animal*编译器看到你是Animal指针那我调用Animal版本。如果加上virtual void speak() { cout动物叫endl; }那么p-speak();输出小狗汪汪叫原因运行时通过虚函数表找到真正对象。这叫动态绑定运行时多态二、为什么构造函数不能是虚函数先说答案因为虚函数需要对象已经创建完成而构造函数的任务就是创建对象。这两个事情顺序冲突。1. 虚函数依赖什么虚函数依赖虚函数表 vtable例如class Animal { public: virtual void speak(); };编译器会偷偷给对象增加对象内存 ------------- | vptr | ----- 虚函数表 ------------- | 成员变量 | -------------其中vptr叫虚函数表指针例如Dog dog;创建后Dog对象 ------------- | vptr | ------------- | dog数据 | -------------vptr里面保存speak() eat() run() ...的地址。2. 但是构造函数什么时候执行例如Dog dog;过程实际上第一步分配内存准备一块空间↓第二步初始化虚函数表指针设置vptr↓第三步调用构造函数Dog()注意构造函数执行之前对象还没有真正完成。三、如果构造函数是虚函数会发生什么假设class Animal { public: virtual Animal() { } };假设允许。那么创建对象Animal a;问题来了编译器问我应该调用哪个构造函数如果Animal *pnew Dog();那么想调用Dog构造函数还是Animal构造函数但是此时Dog对象还没有创建。它甚至不知道我是Dog还是Animal就像你还没有出生。别人问你长大以后喜欢什么职业没有意义。所以构造函数不能依靠虚函数机制决定自己。四、构造函数为什么必须确定因为构造函数负责1. 初始化成员变量例如class Student { private: string name; public: Student() { name小明; } };构造函数负责出生 初始化2. 建立对象结构比如对象 姓名 年龄 成绩 指针 资源必须先建立。而虚函数需要对象已经存在以后才能使用。所以一句话总结构造函数负责创造对象而虚函数必须依赖已经存在的对象所以构造函数不能是虚函数。五、那为什么析构函数需要虚函数这是重点。先看一个危险代码class Animal { public: ~Animal() { coutAnimal析构endl; } }; class Dog:public Animal { public: ~Dog() { coutDog析构endl; } }; int main() { Animal *pnew Dog(); delete p; }猜输出Animal析构还是Dog析构 Animal析构答案Animal析构问题来了Dog部分没有释放例如class Dog { int *data; public: Dog() { datanew int[100]; } ~Dog() { delete [] data; } };如果没有调用Dog::~Dog()那么data泄漏。这叫内存泄漏六、解决方法析构函数加virtual改成class Animal { public: virtual ~Animal() { coutAnimal析构endl; } };然后Animal *pnew Dog(); delete p;输出Dog析构 Animal析构为什么因为delete也是一种函数调用。有virtual以后delete会根据真实对象类型调用Dog::~Dog() ↓ Animal::~Animal()七、生活中的例子假设父类动物Animal子类Dog Cat Bird你有Animal *p指向Dog删除delete p;没有virtual相当于老板 这是动物删除动物即可。结果狗自己的东西没有清理。有virtual老板 先问一下 你真实是什么 Dog。 好 先清理Dog 再清理Animal。八、为什么构造函数不能虚析构函数能虚我们做一个对比构造函数析构函数作用创建对象销毁对象执行时间对象刚出生对象死亡需要对象存在吗不需要需要虚函数需要对象吗需要需要是否可以virtual❌不能✅可以原因对象还没建立对象已经存在九、一个重要规则父类析构函数应该写virtual以后写继承例如class Base { public: virtual ~Base() { } };这是非常好的习惯。例如class Shape { public: virtual ~Shape() { } }; class Circle:public Shape { }; class Rectangle:public Shape { };以后Shape *p; pnew Circle(); delete p;安全。十、竞赛记忆口诀同学们记住构造函数出生之前没有对象无法找到孩子是谁所以不能虚。析构函数死亡的时候对象已经存在要根据真实身份清理所以需要虚。十一、再深入一点为什么C设计成这样因为C追求高效率 程序员控制如果构造函数也支持虚函数每创建一个对象都需要查虚函数表 动态决定创建谁会增加复杂度。而实际上C提供了更好的方式工厂模式例如Animal* createAnimal() { return new Dog(); }通过函数决定创建什么对象。最后总结一句话虚函数解决的是“已经存在的对象调用哪个函数”的问题构造函数解决的是“对象如何出生”的问题。对象还没有出生就没有办法使用虚函数。因此构造函数不能是虚函数而析构函数是在对象已经存在后销毁所以为了保证多态删除安全通常必须声明为虚函数。