面向對象編程(C++篇3)——析構
1. 概述
類的析構函數執行與構造函數相反的操作，當對象結束其生命周期，程式就會自動執行析構函數：
class ImageEx
{
public:
ImageEx()
{
cout << "Execute the constructor!" << endl;
}
~ImageEx()
{
cout << "Execute the destructor!" << endl;
}
};
int main()
{
ImageEx imageEx;
return 0;
}
那麼同樣的問題來了，為什麼要有析構函數呢？
2. 詳論
2.1. 對象生命周期
在經典C++中，需要通過new/delete來手動管理動態記憶體。如果我們在類中申請一個動態數組，並且通過自定義的函數Release()來釋放它：
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;
}
那麼，當類對象離開作用域，結束生命周期之前，就必須顯示調用一次成員函數Release()，否則就會造成記憶體泄漏：對象在調用析構函數之後，只會銷毀數據成員data本身，而不是其指向的記憶體。
那麼，一個合理的實現是，將成員函數Release()放入到析構函數：
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，當類對象離開作用域，結束生命周期之前，就自動通過析構函數，實現了動態數組的釋放。好處是顯而易見的：實現了類似於內置數據類型對象的生命周期管理，我們可以像使用內置數據類型對象一樣使用類對象。這也體現了前文《面向對象編程(C++篇1)——引言》中提到的設計原則：類是抽象的自定義數據類型。
2.2. 不一定需要顯式析構
在一些現代高級程式語言(C#、Java、Javascript)中，已經不用去手動管理動態記憶體，取而代之的，是其與作業系統的中間件（.net，jvm，瀏覽器）的GC（垃圾回收）機制。而在現代C++中，提倡通過智慧指針（std::shared_ptr、std::unique_ptr、std::weak_ptr）來管理動態記憶體；對於動態數組，則使用標準容器std::vector則更好。在兩者的內部都實現了前文提到的對象生命周期管理，在離開作用域後，通過析構函數自動釋放管理的記憶體，無需再手動進行回收。
那麼，一個顯而易見的推論就出來了，如果我們在類中使用智慧指針或者vector容器來替代new/delete管理動態記憶體，是不是就可以不用析構函數了?嚴格來說，是不用顯式使用析構函數：
class ImageEx
{
public:
ImageEx():
data(10)
{
cout << "Execute the constructor!" << endl;
}
private:
std::vector<unsigned char> data;
};
int main()
{
ImageEx imageEx;
return 0;
}
實際上，並不是這個類不存在析構函數，而是編譯器會為它生成一個合成的析構函數，在這個析構函數體中，什麼也不用做。因為類中的動態記憶體，已經交由std::vector容器來管理。當類對象離開作用域調用析構函數之後，會銷毀這個std::vector容器數據成員，進而觸發其析構函數，釋放其管理的記憶體。
2.3. 析構的必要性
根據上一節內容，不一定需要顯式析構。因為現代C++的一些機制能夠幫你自動管理動態記憶體。但是析構函數還是必要的，這是由於C++語言本身的性質決定的。作為C語言大部分內容的超集，需要兼容C語言手動管理記憶體的特性。更重要的是，現代作業系統幾乎全部由C語言編寫，與底層的交互不可避免的需要手動使用動態記憶體管理。
3. 總結
所以我們就能理解了，C++這門語言的設計哲學就是就是這樣：既想要C語言的高性能，也想要高級語言高度抽象的特性。如果我們必須兼容C語言底層設計，那我們最好使用析構函數釋放動態記憶體；否則多數情況下，我們應該使用智慧指針或者stl容器來管理動態記憶體，從而避免顯示使用析構函數。
