为什么C++里，封装类对象消亡时候，先执行封装类的析构函数，再执行成员对象的析构函数？
对象消亡的“告别仪式”：析构函数的执行顺序探秘
在C++的世界里，当一个封装类（我们称之为“外层类”或“组合类”）的对象生命周期走到尽头时，它的成员对象们也会经历同样的命运。但有趣的是，它们的告别方式并非同时进行，而是有着明确的先后顺序。很多初学者都会感到疑惑：为什么外层类的析构函数会先于其成员对象的析构函数执行？这背后隐藏着C++对象模型和内存管理的一套精妙设计。
要理解这一点，我们需要深入 C++ 的对象创建和销毁机制。这就像一场精心编排的演出，从登台（构造）到谢幕（析构），都有其固定的流程。
对象的诞生与内存布局
首先，让我们回顾一下对象是如何被创建的。当一个封装类对象被创建时，编译器会为它分配一块内存空间，用于存储它的所有成员。这块内存空间不仅包括了它自己定义的成员变量，还包括了它的成员对象。
想象一个“汽车”类（外层类），它拥有一个“引擎”对象（成员对象）和一个表示颜色的字符串（成员变量）。当一个“汽车”对象被创建时，编译器会为这辆“汽车”分配一块内存。这块内存会大致是这样的布局：
```
++
| 外层类（汽车）自身的数据（如车架号）|
++
| 成员对象（引擎）所占用的内存空间 |
++
| 成员变量（颜色字符串）所占用的内存 |
++
```
这里的关键在于，成员对象是外层类对象内存布局的一部分。也就是说，当外层类对象被创建时，它的成员对象也一并被创建，并且它们的生命周期与外层类对象紧密绑定。
对象的消亡：资源的释放
当对象不再需要时，它的生命周期结束，C++ 会调用它的析构函数来释放它所占用的资源。析构函数的作用就是清理工作，比如关闭文件句柄、释放动态分配的内存等。
现在，我们回到那个核心问题：为什么外层类的析构函数会先执行，然后才轮到成员对象的析构函数？
这可以从两个层面来理解：
1. 资源的依赖关系与安全考量
思考一下“汽车”和“引擎”的例子。一辆汽车是由许多组件组成的，引擎就是其中一个至关重要的组成部分。当我们要“拆解”一辆汽车（即销毁汽车对象）时，我们首先会想到的是对汽车本身进行操作，比如断开电源、拔下钥匙、将车身移开等等。而引擎，作为汽车的一部分，它的拆卸或报废，应该是在汽车这个整体被处理完之后的事情。
从 C++ 的设计哲学来看，封装的意义在于将一个复杂的功能隐藏在更高级别的接口后面。外层类对象代表了一个更完整的实体，而成员对象是构成这个实体的“零件”。
外层类析构函数的作用： 外层类的析构函数负责释放外层类自身拥有的资源（比如动态分配给外层类的内存、文件句柄等），同时，它也代表着“整体”的销毁开始。
成员对象析构函数的作用： 成员对象的析构函数则负责释放该成员对象自身所拥有的资源。
如果成员对象的析构函数先执行，那么外层类对象可能仍然在试图访问这些已经被释放的成员对象所指向的资源，这就可能导致 未定义行为，比如空指针解引用、内存访问冲突等。
举个更具体的例子：假设我们的“汽车”类有一个成员变量是智能指针指向“引擎”对象。当“汽车”对象销毁时，我们需要先确保“汽车”这个整体不再使用“引擎”的任何部分。如果“引擎”的析构函数先执行，它可能会释放掉它所管理的核心资源。如果此时“汽车”的析构函数还在运行，并且它还需要调用一些方法来“处理”与“引擎”相关的其他组件（比如拆下引擎舱盖），那么它可能会因为“引擎”已经被销毁而出现问题。
因此，先执行外层类的析构函数，可以确保在成员对象被销毁之前，外层类已经完成了对自身资源的清理，并且不再依赖于成员对象提供的任何功能或资源。 这样，成员对象就可以安全地执行它的析构函数，释放它自己的资源，而不会对正在销毁的外层类造成影响。
2. 内存管理与生命周期绑定
正如前面提到的，成员对象是外层类对象内存布局的一部分。这意味着，当外层类的内存被释放时，其内部的成员对象的内存也随之被释放。
对象的内存分配与销毁的顺序是相反的。 在对象创建时，编译器会按照声明的顺序依次创建成员对象（如果是普通成员变量的话，如果是类类型，就是调用它们的构造函数）。通常情况下，先声明的成员对象会先被初始化。
当对象消亡时，内存的释放顺序与创建时是相反的。 这是一个普遍的原则。就像你把东西一件件放进箱子里，取出的时候自然是从最后放进去的先拿出来。因此，成员对象作为外层类对象的“内部组件”，它们在内存释放的阶段，会按照它们被创建的逆序来销毁。
换句话说，编译器在生成外层类对象的析构函数代码时，会隐式地在析构函数主体之前或之后，插入对成员对象析构函数的调用指令。而这个插入的顺序，就是与成员对象的创建顺序相反的。
举个例子：
假设我们有一个类 `Outer`，它包含两个成员对象：`member1`（类型为 `Member1`）和 `member2`（类型为 `Member2`）。
```c++
class Member1 {
public:
~Member1() { std::cout << "Member1 destructor" << std::endl; }
};
class Member2 {
public:
~Member2() { std::cout << "Member2 destructor" << std::endl; }
};
class Outer {
Member1 m1;
Member2 m2;
public:
Outer() { std::cout << "Outer constructor" << std::endl; }
~Outer() { std::cout << "Outer destructor" << std::endl; }
};
int main() {
Outer obj;
return 0;
}
```
当我们运行这段代码时，输出顺序会是这样的：
```
Outer constructor
Member1 destructor
Member2 destructor
Outer destructor
```
注意： 上面的输出是错误的！实际的输出顺序应该是：
```
Outer constructor
Member1 constructor // 实际上这是隐含的
Member2 constructor // 实际上这是隐含的
Member1 destructor
Member2 destructor
Outer destructor
```
让我们修正一下上面示例的解释， 以 C++ 标准实际的行为为准。
正确的理解是：
1. 构造顺序： 当 `Outer obj;` 执行时，首先调用 `Outer` 的构造函数。在 `Outer` 的构造函数体执行之前（或者说，在 `Outer` 对象本身被完全构造好的那一刻），其成员对象是按照它们在类定义中声明的顺序，依次调用它们的构造函数来完成初始化的。 所以，在这个例子中，`m1` 的构造函数会先于 `m2` 的构造函数执行。
```
Outer constructor // Outer 的构造函数体开始执行
Member1 constructor // m1 被构造
Member2 constructor // m2 被构造
// Outer 的构造函数体执行完毕
```
如果我们把 `Outer` 的构造函数体中的输出打印出来，我们可能会看到类似：
```
Outer constructor
Member1 constructor (implicitly)
Member2 constructor (implicitly)
```
2. 析构顺序： 当 `main` 函数结束，`obj` 对象需要被销毁时，编译器会调用 `Outer` 的析构函数。而在 `Outer` 析构函数体执行之前（或者说，在 `Outer` 对象被完全销毁之前），编译器会按照成员对象声明的逆序，依次调用它们的析构函数。
所以，在这个例子中，`m2` 的析构函数会先于 `m1` 的析构函数执行，然后才是 `Outer` 的析构函数体执行。
```
Member2 destructor // m2 的析构函数先被调用
Member1 destructor // m1 的析构函数后被调用
Outer destructor // Outer 的析构函数体执行
```
所以，我之前给出的输出是错误的，它混淆了构造和析构的顺序！
正确的示例输出应该是：
```
Outer constructor
// Outer 类的析构函数被调用
Member2 destructor // 成员对象的析构按声明的逆序执行
Member1 destructor // 成员对象的析构按声明的逆序执行
Outer destructor // 外层类的析构函数体执行
```
再强调一遍：
构造： 成员对象按照声明顺序构造。
析构： 成员对象按照声明的逆序析构。
那为什么会有人问“为什么先执行封装类的析构函数，再执行成员对象的析构函数”呢？
这个问题可能源于一种误解，或者是在描述一种特殊的堆栈分配场景。
一种可能的误解场景：
当你在栈上创建一个对象时：
```c++
Outer obj; // 在栈上创建 obj
```
它的生命周期是从 `obj` 所在的代码块（例如 `main` 函数）开始执行到结束。当 `obj` 的作用域结束时，它的析构会被自动调用。在这个过程中，`Outer` 的析构函数会先被触发，然后其成员对象按照逆序析构。
可能的特殊场景：
或许提问者在描述的是一个更复杂的场景，例如：
```c++
class Outer {
Member1 m1;
Member2 m2;
public:
Outer() { std::cout << "Outer constructor" << std::endl; }
~Outer() {
std::cout << "Outer destructor start" << std::endl;
// 假设这里主动调用了 m1 和 m2 的析构函数
// m1.~Member1(); // 这是不推荐的做法，且编译器会隐式处理
// m2.~Member2(); // 这是不推荐的做法，且编译器会隐式处理
std::cout << "Outer destructor end" << std::endl;
}
};
```
在这种情况下，如果在 `Outer` 的析构函数体中主动调用了成员对象的析构函数（这通常是不必要且不推荐的，因为编译器会隐式处理），那么逻辑上就会显得是“先执行封装类的析构函数，再执行成员对象的析构函数”。但实际上，编译器在生成代码时，会确保成员对象的析构函数在其被分配的内存被释放之前被调用。
总结来说：
C++ 中析构函数的执行顺序，尤其是涉及组合（拥有其他对象作为成员）的情况下，遵循的是一套严格且有逻辑的规则。
1. 析构的根本原则： 当一个对象消亡时，它所包含的一切也需要被清理。
2. 成员对象的析构顺序： 成员对象（包括由基类继承而来的成员）的析构函数会按照它们被声明的逆序来执行。
3. 外层类析构函数体： 外层类的析构函数体本身，是在其所有成员对象（以及基类成员）被析构之后才执行的。
所以，问题的表述“先执行封装类的析构函数，再执行成员对象的析构函数”实际上是与 C++ 标准行为相悖的。
正确顺序是： 当一个对象生命周期结束时：
首先，编译器会触发该对象所有成员（包括成员对象和基类成员）的析构函数，并且这些析构的调用顺序是声明的逆序。
然后，在所有成员对象都被析构之后，该对象自身的析构函数体才开始执行。
这样设计的好处在于：
资源清理的完整性： 确保了对象的组成部分（成员对象）在其所属整体被完全销毁之前，就已经完成了自身的资源释放。
避免依赖问题： 防止了外层类在销毁过程中，尝试访问已经被销毁的成员对象所带来的潜在错误。
希望这次详细的解释能够清晰地阐明 C++ 中对象消亡时析构函数的执行顺序，以及其背后的设计逻辑。这是一种保障程序健壮性和资源安全的重要机制。
在C++的世界里，当一个封装类（我们称之为“外层类”或“组合类”）的对象生命周期走到尽头时，它的成员对象们也会经历同样的命运。但有趣的是，它们的告别方式并非同时进行，而是有着明确的先后顺序。很多初学者都会感到疑惑：为什么外层类的析构函数会先于其成员对象的析构函数执行？这背后隐藏着C++对象模型和内存管理的一套精妙设计。
要理解这一点，我们需要深入 C++ 的对象创建和销毁机制。这就像一场精心编排的演出，从登台（构造）到谢幕（析构），都有其固定的流程。
对象的诞生与内存布局
首先，让我们回顾一下对象是如何被创建的。当一个封装类对象被创建时，编译器会为它分配一块内存空间，用于存储它的所有成员。这块内存空间不仅包括了它自己定义的成员变量，还包括了它的成员对象。
想象一个“汽车”类（外层类），它拥有一个“引擎”对象（成员对象）和一个表示颜色的字符串（成员变量）。当一个“汽车”对象被创建时，编译器会为这辆“汽车”分配一块内存。这块内存会大致是这样的布局：
```
++
| 外层类（汽车）自身的数据（如车架号）|
++
| 成员对象（引擎）所占用的内存空间 |
++
| 成员变量（颜色字符串）所占用的内存 |
++
```
这里的关键在于，成员对象是外层类对象内存布局的一部分。也就是说，当外层类对象被创建时，它的成员对象也一并被创建，并且它们的生命周期与外层类对象紧密绑定。
对象的消亡：资源的释放
当对象不再需要时，它的生命周期结束，C++ 会调用它的析构函数来释放它所占用的资源。析构函数的作用就是清理工作，比如关闭文件句柄、释放动态分配的内存等。
现在，我们回到那个核心问题：为什么外层类的析构函数会先执行，然后才轮到成员对象的析构函数？
这可以从两个层面来理解：
1. 资源的依赖关系与安全考量
思考一下“汽车”和“引擎”的例子。一辆汽车是由许多组件组成的，引擎就是其中一个至关重要的组成部分。当我们要“拆解”一辆汽车（即销毁汽车对象）时，我们首先会想到的是对汽车本身进行操作，比如断开电源、拔下钥匙、将车身移开等等。而引擎，作为汽车的一部分，它的拆卸或报废，应该是在汽车这个整体被处理完之后的事情。
从 C++ 的设计哲学来看，封装的意义在于将一个复杂的功能隐藏在更高级别的接口后面。外层类对象代表了一个更完整的实体，而成员对象是构成这个实体的“零件”。
外层类析构函数的作用： 外层类的析构函数负责释放外层类自身拥有的资源（比如动态分配给外层类的内存、文件句柄等），同时，它也代表着“整体”的销毁开始。
成员对象析构函数的作用： 成员对象的析构函数则负责释放该成员对象自身所拥有的资源。
如果成员对象的析构函数先执行，那么外层类对象可能仍然在试图访问这些已经被释放的成员对象所指向的资源，这就可能导致 未定义行为，比如空指针解引用、内存访问冲突等。
举个更具体的例子：假设我们的“汽车”类有一个成员变量是智能指针指向“引擎”对象。当“汽车”对象销毁时，我们需要先确保“汽车”这个整体不再使用“引擎”的任何部分。如果“引擎”的析构函数先执行，它可能会释放掉它所管理的核心资源。如果此时“汽车”的析构函数还在运行，并且它还需要调用一些方法来“处理”与“引擎”相关的其他组件（比如拆下引擎舱盖），那么它可能会因为“引擎”已经被销毁而出现问题。
因此，先执行外层类的析构函数，可以确保在成员对象被销毁之前，外层类已经完成了对自身资源的清理，并且不再依赖于成员对象提供的任何功能或资源。 这样，成员对象就可以安全地执行它的析构函数，释放它自己的资源，而不会对正在销毁的外层类造成影响。
2. 内存管理与生命周期绑定
正如前面提到的，成员对象是外层类对象内存布局的一部分。这意味着，当外层类的内存被释放时，其内部的成员对象的内存也随之被释放。
对象的内存分配与销毁的顺序是相反的。 在对象创建时，编译器会按照声明的顺序依次创建成员对象（如果是普通成员变量的话，如果是类类型，就是调用它们的构造函数）。通常情况下，先声明的成员对象会先被初始化。
当对象消亡时，内存的释放顺序与创建时是相反的。 这是一个普遍的原则。就像你把东西一件件放进箱子里，取出的时候自然是从最后放进去的先拿出来。因此，成员对象作为外层类对象的“内部组件”，它们在内存释放的阶段，会按照它们被创建的逆序来销毁。
换句话说，编译器在生成外层类对象的析构函数代码时，会隐式地在析构函数主体之前或之后，插入对成员对象析构函数的调用指令。而这个插入的顺序，就是与成员对象的创建顺序相反的。
举个例子：
假设我们有一个类 `Outer`，它包含两个成员对象：`member1`（类型为 `Member1`）和 `member2`（类型为 `Member2`）。
```c++
class Member1 {
public:
~Member1() { std::cout << "Member1 destructor" << std::endl; }
};
class Member2 {
public:
~Member2() { std::cout << "Member2 destructor" << std::endl; }
};
class Outer {
Member1 m1;
Member2 m2;
public:
Outer() { std::cout << "Outer constructor" << std::endl; }
~Outer() { std::cout << "Outer destructor" << std::endl; }
};
int main() {
Outer obj;
return 0;
}
```
当我们运行这段代码时，输出顺序会是这样的：
```
Outer constructor
Member1 destructor
Member2 destructor
Outer destructor
```
注意： 上面的输出是错误的！实际的输出顺序应该是：
```
Outer constructor
Member1 constructor // 实际上这是隐含的
Member2 constructor // 实际上这是隐含的
Member1 destructor
Member2 destructor
Outer destructor
```
让我们修正一下上面示例的解释， 以 C++ 标准实际的行为为准。
正确的理解是：
1. 构造顺序： 当 `Outer obj;` 执行时，首先调用 `Outer` 的构造函数。在 `Outer` 的构造函数体执行之前（或者说，在 `Outer` 对象本身被完全构造好的那一刻），其成员对象是按照它们在类定义中声明的顺序，依次调用它们的构造函数来完成初始化的。 所以，在这个例子中，`m1` 的构造函数会先于 `m2` 的构造函数执行。
```
Outer constructor // Outer 的构造函数体开始执行
Member1 constructor // m1 被构造
Member2 constructor // m2 被构造
// Outer 的构造函数体执行完毕
```
如果我们把 `Outer` 的构造函数体中的输出打印出来，我们可能会看到类似：
```
Outer constructor
Member1 constructor (implicitly)
Member2 constructor (implicitly)
```
2. 析构顺序： 当 `main` 函数结束，`obj` 对象需要被销毁时，编译器会调用 `Outer` 的析构函数。而在 `Outer` 析构函数体执行之前（或者说，在 `Outer` 对象被完全销毁之前），编译器会按照成员对象声明的逆序，依次调用它们的析构函数。
所以，在这个例子中，`m2` 的析构函数会先于 `m1` 的析构函数执行，然后才是 `Outer` 的析构函数体执行。
```
Member2 destructor // m2 的析构函数先被调用
Member1 destructor // m1 的析构函数后被调用
Outer destructor // Outer 的析构函数体执行
```
所以，我之前给出的输出是错误的，它混淆了构造和析构的顺序！
正确的示例输出应该是：
```
Outer constructor
// Outer 类的析构函数被调用
Member2 destructor // 成员对象的析构按声明的逆序执行
Member1 destructor // 成员对象的析构按声明的逆序执行
Outer destructor // 外层类的析构函数体执行
```
再强调一遍：
构造： 成员对象按照声明顺序构造。
析构： 成员对象按照声明的逆序析构。
那为什么会有人问“为什么先执行封装类的析构函数，再执行成员对象的析构函数”呢？
这个问题可能源于一种误解，或者是在描述一种特殊的堆栈分配场景。
一种可能的误解场景：
当你在栈上创建一个对象时：
```c++
Outer obj; // 在栈上创建 obj
```
它的生命周期是从 `obj` 所在的代码块（例如 `main` 函数）开始执行到结束。当 `obj` 的作用域结束时，它的析构会被自动调用。在这个过程中，`Outer` 的析构函数会先被触发，然后其成员对象按照逆序析构。
可能的特殊场景：
或许提问者在描述的是一个更复杂的场景，例如：
```c++
class Outer {
Member1 m1;
Member2 m2;
public:
Outer() { std::cout << "Outer constructor" << std::endl; }
~Outer() {
std::cout << "Outer destructor start" << std::endl;
// 假设这里主动调用了 m1 和 m2 的析构函数
// m1.~Member1(); // 这是不推荐的做法，且编译器会隐式处理
// m2.~Member2(); // 这是不推荐的做法，且编译器会隐式处理
std::cout << "Outer destructor end" << std::endl;
}
};
```
在这种情况下，如果在 `Outer` 的析构函数体中主动调用了成员对象的析构函数（这通常是不必要且不推荐的，因为编译器会隐式处理），那么逻辑上就会显得是“先执行封装类的析构函数，再执行成员对象的析构函数”。但实际上，编译器在生成代码时，会确保成员对象的析构函数在其被分配的内存被释放之前被调用。
总结来说：
C++ 中析构函数的执行顺序，尤其是涉及组合（拥有其他对象作为成员）的情况下，遵循的是一套严格且有逻辑的规则。
1. 析构的根本原则： 当一个对象消亡时，它所包含的一切也需要被清理。
2. 成员对象的析构顺序： 成员对象（包括由基类继承而来的成员）的析构函数会按照它们被声明的逆序来执行。
3. 外层类析构函数体： 外层类的析构函数体本身，是在其所有成员对象（以及基类成员）被析构之后才执行的。
所以，问题的表述“先执行封装类的析构函数，再执行成员对象的析构函数”实际上是与 C++ 标准行为相悖的。
正确顺序是： 当一个对象生命周期结束时：
首先，编译器会触发该对象所有成员（包括成员对象和基类成员）的析构函数，并且这些析构的调用顺序是声明的逆序。
然后，在所有成员对象都被析构之后，该对象自身的析构函数体才开始执行。
这样设计的好处在于：
资源清理的完整性： 确保了对象的组成部分（成员对象）在其所属整体被完全销毁之前，就已经完成了自身的资源释放。
避免依赖问题： 防止了外层类在销毁过程中，尝试访问已经被销毁的成员对象所带来的潜在错误。
希望这次详细的解释能够清晰地阐明 C++ 中对象消亡时析构函数的执行顺序，以及其背后的设计逻辑。这是一种保障程序健壮性和资源安全的重要机制。
网友意见
对象A包含对象B，A肯定持有B的引用，所以必须先解决引用的问题，不然B析构了会有无效引用。A的析构完成，A对B的引用全部失效。再析构B，就比较稳妥。
构造过程正好相反，构造函数执行时，子对象已经构造完成了，引用自然是有效的。
这是一个“完整性”的保证。
也就是说，在正常使用的情况下，任何一个类成员函数在执行期间，this指针所指向的对象一定是一个完整的，无瑕疵的对象。这里的“完整无瑕疵”，指的就是类自身以及类所包含的各级子成员，都是良好构造而且有效的。
所以，要保证这点，在构造函数执行前，编译器会隐含的把所有成员都完成初始化。而成员的析构，则会隐含的安排在析构函数执行后。
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