为什么基类析构函数需要是虚函数

析构函数作用

析构函数是进行类的清理工作，比如释放内存、关闭DB链接、关闭Socket等等，为实现多态性（C++多态），可以通过基类的指针或引用访问派生类的成员。也就是说，声明一个基类指针，这个基类指针可以指向派生类对象。

基类析构函数不是虚函数

#include <iostream>
 
class Base {
public:
    // 注意，这里的析构函数没有定义为虚函数
    ~Base() {
        std::cout << "Base destructor called." << std::endl;
    }
};
 
class Derived : public Base {
public:
    Derived() {
        resource = new int[100]; // 分配资源
    }
 
    ~Derived() {
        std::cout << "Derived destructor called." << std::endl;
        delete[] resource; // 释放资源
    }
 
private:
    int* resource; // 存储资源的指针
};
 
int main() {
    Base* ptr = new Derived();
    delete ptr; // 只会调用Base的析构函数，Derived的析构函数不会被调用
    return 0;
}
/*
运行结果：
Base destructor called.
*/

由于基类Base的析构函数没有定义为虚函数，当创建一个派生类Derived的对象，并通过基类指针ptr删除它时，只有基类Base的析构函数被调用（因为这里没有多态，构造多态的必要条件就是虚函数）。派生类Derived的析构函数不会被调用，导致指针指向的内存（resource）没有被释放，从而产生内存泄漏。

基类析构函数设置为虚函数

class Base {
public:
   virtual ~Base() { std::cout << "Base destructor called." << std::endl; }
};
class Derived : public Base {
public:
   ~Derived() { std::cout << "Derived destructor called." << std::endl; }
};
int main() {
   Base *ptr = new Derived();
   delete ptr; // 调用Derived的析构函数，然后调用Base的析构函数 
   return 0;
}
/*
运行结果：
Derived destructor called.
Base destructor called.
*/

在这个例子中，基类Base的析构函数是虚函数，所以当删除ptr时，会首先调用派生类Derived的析构函数，然后调用基类Base的析构函数，这样可以确保对象被正确销毁。

为什么类的默认析构函数不设置为虚函数

虚函数不同于普通成员函数，当类中有虚成员函数时，类会自动进行一些额外工作。这些额外的工作包括生成虚函数表和虚表指针，虚表指针指向虚函数表。每个类都有自己的虚函数表，虚函数表的作用就是保存本类中虚函数的地址，我们可以把虚函数表形象地看成一个数组，这个数组的每个元素存放的就是各个虚函数的地址。这样一来，就会占用额外的内存，当们定义的类不被其他类继承时，这种内存开销无疑是浪费的。因此当我们创建一个类时，系统默认我们不会将该类作为基类，所以就将默认的析构函数定义成非虚函数，这样就不会占用额外的内存空间。同时，系统也相信程序开发者在定义一个基类时，会显示地将基类的析构函数定义成虚函数，此时该类才会维护虚函数表和虚表指针。

零成本抽象原则

这也就是 C++ 的一个设计哲学：zero overhead abstraction
我的理解，所谓「零成本抽象」有两个层面的意思。

• 不需要为没有使用到的语言特性付出代价。
• 使用某种语言特性，不会带来运行时的代价。

放在这个地方就是，如果我们知道一个类不会被其它类继承，那么也就没必要将析构函数设置为虚函数，因为一旦引入虚函数就会引入虚表机制，这会造成额外的开销。

总结

在C++中，基类的析构函数需要定义为虚函数，以确保在通过基类指针或引用删除派生类对象时，能够正确地调用派生类的析构函数，否则派生类的析构函数不会被调用，这部分资源也就并无法被释放。
将基类的析构函数定义为虚函数后，C++运行时会自动识别指向的对象的实际类型，并确保调用正确的派生类析构函数。当派生类析构函数执行完毕后，基类的析构函数也会自动调用，以确保对象完全销毁。

Reference

codingbook2020