C++多态对象vector与unique_ptr内存泄漏问题咨询

问题背景 #

我在完成作业时尝试规范管理内存，遇到了一些疑问：

• 想要创建存储父类、子类对象的vector，比如vector<Parent> list，知道需要用指针避免对象切割，所以考虑vector<Parent*>。
• 了解到C++智能指针，但听说父类析构函数调用时（比如智能指针超出作用域）可能引发内存泄漏，不清楚怎么编写类来避免。

我写了一段示例代码，输出是"This is A"，我认为这意味着通过指针调用析构函数会导致内存泄漏：

class A{
public:
    virtual void funct(){
        cout << "This is A" << endl;
    }
};
class B : public A{
public:
    void funct(){
        cout << "This is B" << endl;
    }
};

int main() {
    B b;

    auto ptr = make_unique<A>(b);

    ptr.get()->funct();

    return 0;
}

参考建议后修改了代码，给父类加了虚析构函数，子类也重写了析构函数，想问这样是否足以避免内存泄漏？也就是销毁unique_ptr ptr时，会不会释放B对象占用的内存？

class A{
public:
    virtual void funct(){
        cout << "This is A" << endl;
    };
    virtual ~A() = default;
};
class B : public A{
public:
    void funct() override{
        cout << "This is B" << endl;
    }
    
    ~B() override = default;
};

int main() {
    B b;

    unique_ptr<A> ptr = make_unique<B>(b);

    ptr->funct();

    return 0;
}

解答 #

第一段代码的核心问题 #

你第一段代码的问题不是析构导致的内存泄漏，而是对象切割：

• make_unique<A>(b)是把B对象b拷贝构造了一个纯A类型的对象存到堆上，ptr指向的本质就是一个A对象，而非B对象，所以调用funct()只会触发A的版本，输出"This is A"。
• 这里不存在子类内存未释放的问题，因为堆上本来就只有一个A对象，析构时只会调用A的析构函数，但这种写法完全没用到多态，根本达不到你存储子类对象的目的。

修改后的代码是否能避免内存泄漏 #

修改后的代码完全满足多态下安全释放内存的要求：

1. 父类虚析构是核心：当父类析构函数被声明为虚函数时，通过父类指针/智能指针销毁子类对象时，会按正确顺序调用子类→父类的析构函数，确保所有层级的资源都被释放。
2. 你给A添加virtual ~A() = default;，同时给B的析构函数加上override关键字的写法非常规范——override能确保你确实重写了父类的虚析构，避免拼写错误导致的意外问题。
3. 这段代码中make_unique<B>(b)是在堆上构造了一个B对象（拷贝自栈上的b），unique_ptr<A>指向这个B对象。当ptr超出作用域时，会先调用B的析构函数，再调用A的析构函数，完全释放B对象占用的所有内存，不会产生内存泄漏。

补充建议 #

• 如果要在容器中存储多态对象，推荐使用vector<unique_ptr<A>>而非裸指针，容器销毁时会自动释放所有元素的内存，无需手动管理。
• 永远避免直接用父类类型构造子类对象，这种操作会触发对象切割，丢失子类特性，也无法实现多态。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Different