C++派生类转基类内存问题：如何正确释放指针并获取派生类属性

现有代码隐患 #

• Base类未定义虚析构函数，直接通过基类指针释放派生类对象会导致派生类析构函数不执行，触发未定义行为
• GetValue、GetDerivedValue函数声明有int返回值，但实际没有return语句，存在语法隐患
• 公有派生场景下pbase = (Base *) d;的C风格强制转换是多余操作，派生类指针可以隐式转换为基类指针

修复方案 #

第一步：修复类和函数定义 #

class Base
{
public:
  Base ()
  {
      abc = 0;
  }
  // 新增虚析构函数，保证多态析构正确性
  virtual ~Base ()
  {
      abc = 0;
  }
  int abc;
};

class Derived : public Base
{
public:
  Derived ()
  {
     def = 0;
  }
  ~Derived ()
  {
     def = 0 ;     
  }
  int def;
};

// 修改返回值为void，避免无return的问题
void GetDerivedValue (int &def)
{
  def = 5;
}

void GetValue (Base *&pbase)
{
  Derived *d = new Derived ();
  GetDerivedValue (d->def);
  pbase = d;
}

第二步：main函数中读取属性+释放内存 #

int main ()
{
  Base *pbase = NULL;
  GetValue (pbase);
  
  int def_value = 0;
  // 类型转换获取派生类指针，dynamic_cast会做运行时类型检查
  Derived* pderived = dynamic_cast<Derived*>(pbase);
  if (pderived != nullptr) {
      def_value = pderived->def; // 此时def_value的值为5
  }

  // 所有属性读取完成后，直接释放基类指针即可
  // 因为Base有虚析构函数，会依次调用Derived、Base的析构函数，不会出现内存泄漏或错误
  delete pbase;
  pbase = nullptr;

  return 0;
}

内存释放规则说明 #

• 释放时机必须在所有对该对象的成员操作完成之后，上述示例中读取完def值后释放是最优选择
• 如果你能100%确认GetValue返回的基类指针一定指向Derived对象，也可以用static_cast<Derived*>(pbase)做转换，性能更高但没有运行时安全检查
• 如果不方便修改Base类添加虚析构函数，也可以在转换得到Derived*指针后，释放pderived指针，同样能保证析构完整

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Aditya Ram Mangalampalli