항목 7] 다형성을 가진 기본 클래스에서는 반드시 가상 소멸자를 선언하자

다형성을 가진 기본 클래스에서는 반드시 가상 소멸자를 선언하자

C++에서는 다형성을 가진 기본 클래스의 경우, 소멸자를 반드시 가상 소멸자로 선언해야 합니다. 그렇지 않으면, 기본 클래스 포인터를 통해 파생 클래스 객체를 삭제할 때 파생 클래스의 소멸자가 호출되지 않아 메모리 누수나 불완전한 소멸 문제가 발생할 수 있습니다.

기본 클래스의 비가상 소멸자를 사용할 경우, C++ 표준에 따르면 기본 클래스 포인터를 통해 파생 클래스 객체를 삭제하는 것은 미정의 동작이 됩니다.

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예제 1: 비가상 소멸자의 문제점

class TimeKeeper
{
public:
    TimeKeeper();
    ~TimeKeeper(); // 비가상 소멸자
};

int main()
{
    TimeKeeper* ptk = getTimeKeeper();
    delete ptk;  // 비가상 소멸자가 호출됨
}

getTimeKeeper 함수에서 반환된 AtomicClock 객체가 TimeKeeper 기본 클래스 포인터로 삭제되면, AtomicClock 클래스의 소멸자가 호출되지 않고, AtomicClock의 멤버 데이터는 제대로 소멸되지 않습니다. 결과적으로 반쪽짜리 소멸이 이루어지게 됩니다.

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해결책: 가상 소멸자를 사용하자

기본 클래스에 가상 소멸자를 선언하면, 기본 클래스 포인터를 통해 삭제할 때도 파생 클래스의 소멸자가 호출되며, 객체 전체가 올바르게 소멸됩니다.

예제 2: 가상 소멸자의 사용

class TimeKeeper
{
public:
    TimeKeeper();
    virtual ~TimeKeeper(); // 가상 소멸자
};

int main()
{
    TimeKeeper* ptk = getTimeKeeper();
    delete ptk;  // 가상 소멸자가 호출되어 파생 클래스까지 모두 소멸
}

여기서 virtual 키워드를 추가함으로써 파생 클래스의 소멸자가 호출되고, 파생 클래스의 멤버까지 올바르게 소멸됩니다. 이는 다형성을 가진 클래스를 설계할 때 매우 중요한 부분입니다.

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가상 소멸자와 가상 함수의 관계

다형성을 지원하는 클래스는 대개 여러 가상 함수들을 포함하고 있습니다. 예를 들어, TimeKeeper 클래스는 현재 시각을 알려주는 가상 함수 getCurrentTime을 가질 수 있으며, 이를 파생 클래스에서 구체적으로 구현할 수 있습니다.

다형성을 가진 클래스라면 소멸자도 가상 소멸자로 선언하는 것이 일반적입니다. 가상 함수를 하나라도 가진 클래스라면, 해당 클래스의 소멸자는 반드시 가상 소멸자여야 합니다.

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추상 클래스와 순수 가상 소멸자

추상 클래스는 주로 기본 클래스로 사용될 목적으로 만들어지며, 이 경우에도 가상 소멸자가 필요합니다. 추상 클래스는 순수 가상 함수를 포함하고 있으며, 순수 가상 소멸자를 선언하여 해당 클래스가 기본 클래스로 사용될 때 안전하게 소멸되도록 해야 합니다.

예제 3: 순수 가상 소멸자

class AbstractClass
{
public:
    virtual ~AbstractClass() = 0;  // 순수 가상 소멸자
};

AbstractClass::~AbstractClass() { }

위와 같이 순수 가상 소멸자를 선언하고 정의할 수 있습니다. 이는 추상 클래스에서 객체가 안전하게 소멸되도록 보장해줍니다.

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결론

• 다형성을 가진 기본 클래스에는 가상 소멸자를 반드시 선언해야 합니다.
• 가상 함수가 하나라도 있는 클래스는 그 소멸자 역시 가상 소멸자로 선언해야 합니다.
• 기본 클래스로 설계되지 않은 클래스나 다형성을 제공할 필요가 없는 클래스에서는 가상 소멸자를 선언하지 않아도 됩니다.
• 추상 클래스의 경우, 순수 가상 소멸자를 사용하여 기본 클래스로서의 역할을 안전하게 수행할 수 있도록 설계해야 합니다.