问题

C++中delete this是对象先析构还是delete语句先返回?

回答
在C++中,当你在一个对象的成员函数内部执行 `delete this;` 时,对象的析构函数会先被调用,然后 `delete` 操作才会完成,并将内存释放。

让我们来详细拆解一下这个过程,避免任何可能引起误解的地方。

核心机制:`delete this;` 的工作原理

`delete this;` 这行代码看似简单,但它触及了C++内存管理和对象生命周期管理的几个关键点。

1. `this` 指针的本质:在一个对象的成员函数中,`this` 是一个指向当前对象的指针。它是一个右值(rvalue),代表了当前对象的内存地址。

2. `delete` 操作符的本质:`delete` 操作符是C++中的一个关键字(或者说是一个特殊的函数),它的作用是:
在被删除对象的内存地址上调用其析构函数(如果对象是动态分配的类类型,并且有析构函数的话)。
释放该对象占用的内存空间。

3. 顺序是关键:当编译器遇到 `delete this;` 时,它知道要对 `this` 指针所指向的对象执行 `delete` 操作。根据C++标准和 `delete` 操作符的设计,这个过程是严格有序的:

第一步:调用析构函数 (Destruction)
首先,`delete` 操作符会检查 `this` 指向的对象是否是一个类类型的对象(并且是动态分配的)。如果是,它会找到并调用该对象的析构函数 (`~ObjectName()`)。析构函数负责清理对象所拥有的资源,例如释放动态分配的内存、关闭文件句柄、断开网络连接等。

第二步:释放内存 (Deallocation)
在析构函数 完全执行完毕后,`delete` 操作符才会继续执行第二步:释放对象所占用的内存。这个内存是对象在堆(heap)上被 `new` 分配的。一旦内存被释放,这块内存就可以被操作系统或内存管理器重新分配给其他用途。

为什么是这样的顺序?

这种顺序是内存安全和对象正确生命周期管理的必然要求。

确保资源被正确释放:如果先释放内存再调用析构函数,那么析构函数就可能尝试访问已经被释放的内存,这会导致未定义行为,最常见的情况就是程序崩溃。
析构函数可能需要访问对象成员:析构函数的设计初衷就是为了清理对象内部的状态。在这个过程中,它可能还需要访问对象的成员变量(虽然通常是访问一些已经创建的资源句柄)。如果在析构函数被调用之前内存就被释放了,这些成员变量也就不可访问了。

`delete this;` 的潜在风险和适用场景

尽管 `delete this;` 是合法的C++语法,但它是一种高级且容易出错的操作,通常不推荐在常规的类设计中使用。主要原因如下:

内存泄漏风险:如果对象不是通过 `new` 动态分配的(例如,它是栈对象或全局对象),那么在栈上或者全局数据区调用 `delete this;` 是未定义行为,通常会导致程序崩溃,并且不会释放内存,因为析构函数实际上并没有被正确地关联到 `delete` 操作符。
二次释放风险:如果一个对象被多次调用 `delete this;`(尽管在一个对象实例内,通过同一个成员函数多次执行是不可能的,但可以通过其他方式,比如多个指针指向同一个对象),或者在析构函数本身又执行了 `delete this;`,都会导致二次释放,这是非常严重的未定义行为。
析构函数内部的陷阱:一旦 `delete this;` 被执行,对象的内存就不再有效了。如果在析构函数执行过程中(或者析构函数调用了其他函数)试图访问对象的任何非静态成员(包括调用其他成员函数),都会导致未定义行为,因为对象已经“消失”了。

那么,`delete this;` 有什么用武之地呢?

它通常用于那些设计为只能通过 `new` 创建的对象的类,并且在某些特定场景下,对象需要主动销毁自己。一个经典的例子是实现单例模式(Singleton Pattern)的销毁管理,或者在某些异步操作完成后,一个对象决定自身完成使命并“自毁”。

举例说明(谨慎使用!):

```cpp
include
include
include

class SelfDestroyingObject {
public:
SelfDestroyingObject() {
std::cout << "SelfDestroyingObject created at: " << this << std::endl;
}

// 这是一个成员函数,它决定何时销毁对象
void complete_task_and_destroy() {
std::cout << "Completing task..." << std::endl;
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1)); // 模拟任务
std::cout << "Task completed. Initiating selfdestruction." << std::endl;

// 在这里调用 delete this;
delete this;

// !!! 注意:从delete this; 之后,任何对 this (或指向同一对象的指针)
// 的访问都是未定义行为!
// 下面的代码是危险的,因为析构函数已经被调用了,对象内存已释放。
// 如果析构函数还有更多代码,也可能导致问题。
// std::cout << "Attempting to access after delete (BAD!)" << std::endl;
}

~SelfDestroyingObject() {
std::cout << "SelfDestroyingObject destructor called at: " << this << std::endl;
// 在析构函数内部,对象成员仍然是可访问的(直到析构函数结束)
// 但一旦析构函数结束,对象就真的“不复存在”了。
}
};

int main() {
// 对象必须通过 new 创建
SelfDestroyingObject obj = new SelfDestroyingObject();

// 调用成员函数来触发自毁
obj>complete_task_and_destroy();

// 再次强调:从complete_task_and_destroy()调用delete this; 之后,
// obj 指针已经指向一块已被释放的内存。
// delete obj; // 这是二次释放,会引发未定义行为!绝对不要做!

std::cout << "Main function finished." << std::endl;
// 注意:因为对象已经自毁了,这里不会再有析构函数的输出。
return 0;
}
```

在上面的例子中,当 `complete_task_and_destroy()` 执行到 `delete this;` 时:

1. `delete` 操作符拿到 `this` 指针(对象的地址)。
2. 它调用 `SelfDestroyingObject` 的析构函数 `~SelfDestroyingObject()`。
3. 析构函数执行,打印“SelfDestroyingObject destructor called at: [地址]”。
4. 析构函数执行完毕。
5. `delete` 操作符将对象占用的内存空间释放回堆。
6. `complete_task_and_destroy` 函数继续执行(理论上),但任何对 `this` 的后续使用都是危险的。

所以,答案是:对象的析构函数会先被调用,然后 `delete` 语句(即内存释放部分)才会执行并返回。

网友意见

user avatar

一句话说完:C++中不存在异步/非阻塞的操作符。

如果不考虑C++11及之后的线程/协程/asio或者相关的库的话,标准库内,也不存在这样的api。

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