c++ | 有趣的动态转换之 delete 崩溃探究兼谈基类虚析构的重要性
前言
在《有趣的动态转换》 这篇文章中,运行 测试代码3
会崩溃。本文试图揭示崩溃的原因。
错误更正
在开始之前,需要更正《C++ 虚函数简介》中的一个错误。关于 CBase
和 CDerived
的虚表内容,析构函数的位置并不是直接存储了虚函数的地址,而是存储了一段编译器生成的函数,该函数内部会调用对应的析构函数。
所以正确的虚表应该是下面这样的:
注意:
debug
版默认会引入另外一层间接层,而release
版不会。
错误回顾
回顾一下 测试代码3
运行后的错误提示,如下图:
这是一个栈平衡被破坏的错误。在 vs
中单步调试可以知道是在执行 delete(pBaseA);
的时候导致的错误。奇怪的是,在崩溃之前,还输出了一个 NewB::PerfectFunctionName
。光看源码,看不出什么问题了,需要查看反汇编代码了。
delete 的反汇编代码
根据上图中的解释,执行 delete (pBaseA);
会输出 NewB::PerfectFunctionName
已经很清楚了。但是为什么会崩溃呢?不知道有没有小伙伴儿注意到那个奇怪的 push 1
。函数 NewB::PerfectFunctionName()
是没有参数的,而这里的 push 1
却向栈上压入了一个参数,所以栈就不平衡了。
至此,执行 delete (pBaseA);
会输出 NewB::PerfectFunctionName
并且崩溃的来龙去脉应该已经清楚了。但是那个 push 1
到底是什么呢?
奇怪的 push 1
为了弄清这个 push 1
的来历与作用,我把 delete pBaseA
改成了 delete((BaseB*)pBaseA);
,这样代码会按正常的逻辑执行。也就是会执行到 NewB::'vector deleting destructor'
。查看对应的反汇编代码,如下图:
从图中高亮的三句反汇编语句可知:NewB::vector deleting destructor
需要一个参数。该参数是一个标记,如果为 1
,则调用 operator delete
释放内存,否则不释放内存。
从整个反汇编代码可知,NewB::vector deleting destructor
会先执行 NewB::~NewB()
,然后根据外部传入的标记来决定是否调用 operator delete
释放内存。
至此,理清了 push 1
的用途,那什么时候会 push 0
呢?
不知道有没有小伙伴儿显式调用过析构函数,像下面这样。
如果查看 pBaseB->~BaseB()
的反汇编代码,一切都会真相大白。如下图:
为什么多态基类的析构函数要是虚的?
相信有经验的 C++
开发人员一定听过类似的忠告:带有多态性质的基类应该声明一个虚析构函数。如果类带有任何虚函数,它就该拥有一个虚析构函数。
如果析构函数不是虚函数呢?会有什么问题吗?稍微改动一下测试代码,如下:
运行结果如下图:
只有基类的析构函数被调用,子类的析构函数并没有被调用!为什么会这样呢?真相就在反汇编代码里:
从上图可知,如果要 delete
的类型的析构函数是非虚的,那么 vs
中带的编译器在生成汇编代码时,会直接调用对应类型的 scalar deleting destructor
,不存在多态行为!这会导致子类的析构函数没有被调用!
总结
如果一个类会被当成基类使用,请确保其析构函数是虚函数。
在生成
delete (pBaseA);
这条语句的汇编代码时,编译器是根据pBaseA
的静态类型确定虚析构函数在虚表中的位置的。而不是根据pBaseA
实际指向的类型。delete pBaseA
会先执行pBaseA
指向的类型的析构函数,然后再调用operator delete
释放对应的内存。可以显式调用一个类的析构函数。当然,析构函数的访问级别必须是
public
的。
参考资料
vs
反汇编代码《effective c++》