C++ 為什麼基類析構函數必須是虛函數：深度解析與反例

問題現象

class Base { public: ~Base() { cout << "Base dtor\n"; } };
class Derived : public Base { public: ~Derived() { cout << "Derived dtor\n"; } };

int main() {
    Base* ptr = new Derived();
    delete ptr; // 輸出僅 "Base dtor"，Derived::~Derived() 未調用！
}

根本原因

• 非虛析構：編譯器靜態綁定，根據指針類型（Base*）調用 Base::~Base()。
• 虛析構：編譯器動態綁定，通過 vptr 查表調用對象真實類型（Derived）的析構函數，隨後自動調用基類析構，形成鏈式銷毀。

正確寫法

class Base {
public:
    virtual ~Base() { cout << "Base dtor\n"; } // 關鍵：virtual
};
class Derived : public Base {
public:
    ~Derived() override { cout << "Derived dtor\n"; }
};
// delete ptr 現在輸出：
// Derived dtor
// Base dtor

內存洩漏後果

若 Derived 持有資源（new 內存、文件句柄、鎖、socket），其析構函數負責釋放。不調用導致：

• 堆內存洩漏（valgrind 可檢測）。
• 文件描述符耗盡（EMFILE 錯誤）。
• 死鎖（鎖未釋放）。

最佳實踐鐵律

1. 凡是打算作為基類、可能被多態刪除的類，析構函數必須聲明為 virtual。
2. 純虛析構也需提供定義：virtual ~Base() = 0 {}（C++ 允許純虛函數有函數體）。
3. 用 override 標註派生類析構，防止簽名不匹配。
4. 現代 C++ 優先用智能指針（unique_ptr/shared_ptr），自動管理生命周期，從源頭消除手動 delete 錯誤。

性能代價

• 虛函數表增加對象大小（通常 8 字節指針）。
• 間接調用極微小開銷（現代 CPU 分支預測幾乎消除）。
• 相比資源洩漏風險，開銷可忽略不計。

總結

虛析構函數是 C++ 多態刪除的基石。面試必問、代碼審查必查、生產事故高發區。養成「寫類先寫 virtual ~Class()」的肌肉記憶。