关于c ++：默认将类设为`final`或者给它们一个虚拟析构函数？


Default to making classes either `final` or give them a virtual destructor?

如果将具有非虚拟析构函数的类用作基类(如果使用指向基类的指针或引用引用子类的实例)，则这些类是错误的源。

在C++ 11中添加了EDCOX1和0的类，我想知道下面的规则是否成立是有意义的：

每个类必须满足以下两个属性之一：

  • 标记为final(如果还没有打算继承)
  • 有一个虚拟析构函数(如果它是(或打算)继承自)

    • 可能有两种选择都不合理的情况，但我想它们可以作为例外处理，应该仔细记录。

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    型

    我经常问自己的问题是，是否可以通过类的接口删除该类的实例。如果是这样的话，我将它公开化和虚拟化。如果不是这样，我会保护它。如果通过接口多态地调用析构函数，则类只需要一个虚拟析构函数。

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    由于缺少虚拟析构函数，最常见的实际问题可能是通过指向基类的指针删除对象：好的。

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    struct Base { ~Base(); };
    struct Derived : Base { ~Derived(); };

    Base* b = new Derived();
    delete b; // Undefined Behaviour

    虚拟析构函数也会影响释放函数的选择。vtable的存在也会影响type_id和dynamic_cast。好的。

    如果您的类没有以这些方式使用，那么就不需要虚拟析构函数。请注意，此用法不是类型的属性，既不属于Base类型，也不属于Derived类型。继承使这样的错误成为可能，而只使用隐式转换。(通过明确的转换，如reinterpret_cast，类似的问题在没有继承的情况下是可能的。)好的。

    通过使用智能指针，您可以在许多情况下避免这个特定的问题：unique_ptr类类型可以限制转换为具有虚拟析构函数(*)的基类的基类。类shared_ptr类型可以存储适合删除指向B的shared_ptr的删除程序，即使没有虚拟析构函数。好的。

    (*)虽然当前的std::unique_ptr规范没有包含转换构造函数模板的检查，但它在早期的草案中受到了限制，请参见LWG854。提案N3974介绍了checked_delete删除程序，它还需要一个虚拟DTOR来进行派生到基的转换。基本上，您可以防止转换，例如：好的。

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    unique_checked_ptr<Base> p(new Derived); // error

    unique_checked_ptr<Derived> d(new Derived); // fine
    unique_checked_ptr<Base> b( std::move(d) ); // error

    正如N3974所建议的，这是一个简单的库扩展；您可以编写自己版本的checked_delete，并将其与std::unique_ptr结合起来。好的。

    OP中的两个建议都可能存在性能缺陷：好的。

  • 将一个类标记为final。

    • 这将阻止空基优化。如果有空类，则其大小必须大于等于1字节。因此，作为数据成员，它占用空间。但是，作为一个基类，它不允许占用派生类型对象的独特内存区域。这用于将分配器存储在stdlib容器中。好的。

  • 有一个虚拟析构函数

    • 如果类还没有vtable，这将为每个类引入vtable，并为每个对象添加vptr(如果编译器不能完全消除它)。对物体的破坏会变得更加昂贵，这会产生影响，例如，因为它不再是微不足道的可破坏性。此外，这可以防止某些操作，并限制可以对该类型执行的操作：对象的生存期及其属性链接到该类型的某些属性，如可销毁的属性。好的。

    final防止通过继承来扩展类。虽然继承通常是扩展现有类型的最糟糕方法之一(与自由函数和聚合相比)，但在某些情况下继承是最合适的解决方案。final限制了该类型可以做什么；应该有一个非常有说服力和根本性的原因，我应该这样做。人们通常无法想象其他人使用您的类型的方式。好的。

    T.C.指出了stdlib的一个例子：源自std::true_type，类似地，源自std::integral_constant(例如占位符)。在元编程中，我们通常不关心多态性和动态存储时间。公共继承通常只是实现元函数的最简单方法。我不知道任何情况下元函数类型的对象是动态分配的。如果这些对象是完全创建的，那么它通常用于标记调度，在这里您将使用临时的。好的。

    作为替代方案，我建议使用静态分析仪工具。无论何时从没有虚拟析构函数的类中公开派生，都可以引发某种类型的警告。请注意，在许多情况下，您仍然希望在没有虚拟析构函数的情况下从一些基类公开派生；例如，干性或简单地分离关注点。在这些情况下，静态分析器通常可以通过注释或pragma进行调整，以忽略从类w/o虚拟dtor派生的这种情况。当然，对于外部库(如C++标准库)，需要有例外。好的。

    如果删除了类A的一个对象，而类B是从类A继承来的，那么分析起来会更好，但更复杂。不过，这种检查可能不可靠：删除可能发生在与定义B的tu不同的翻译单元中(从A派生)。它们甚至可以在单独的库中。好的。好啊。

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    型

    好吧，严格地说，只有当指针被删除或对象被破坏(仅通过基类指针)时，才会调用UB。

    在API用户不能删除对象的情况下，可能会有一些例外，但除此之外，这通常是一个明智的规则。

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