为什么虚拟析构函数写入内存？

问题描述

最近，在使用自定义分配器代码和放置 new+delete 时，我注意到一些让我感到惊讶的事情：当调用虚拟析构函数时，它会写入对象即将被释放的内存。

这是为什么？

（更新） 旁白：我对这里的实际行为更感兴趣，而不是 C++ 标准所说的，我确定没有指定这种行为。

这里有一个小程序来演示：

#include <new>
#include <cstring>
#include <iostream>

using std::cout;
using std::endl;

struct Interface {
    virtual ~Interface() = default;
};

struct Derived : public Interface {
};

alignas(Derived) unsigned char buffer[sizeof(Derived)];

int main() {

    memset(buffer,0xff,sizeof(buffer));
    cout << "Initial first byte: 0x" << std::hex << (int)buffer[0] << endl;
    
    // Create an instance,using 'data' as storage
    Derived *pDer = ::new (buffer) Derived();
    cout << "After ctor,first byte: 0x" << std::hex << (int)buffer[0] << endl;
    
    pDer->~Derived();
    
    cout << "After destroy,first byte: 0x" << std::hex << (int)buffer[0] << endl;

    return 0;
}

实时链接：https://godbolt.org/z/jWv6qs3Wc

输出如下：

Initial first byte: 0xff
After ctor,first byte: 0x68
After destroy,first byte: 0x88

如果我删除虚拟 Interface，那么内存根本不会改变，正如预期的那样。

这是某种调试功能吗？

这似乎是特定于编译器的。 Clang 不会这样做，但 GCC 会这样做。

它似乎随着 -O2 消失了。但是，我仍然不确定它的目的。

解决方法

要销毁一个Derived，在概念上调用Derived::~Derived（在这种情况下什么都不做），然后调整vtable，使对象是Interface，然后{{1 }} 叫做。您观察到的是指向 Interface::~Interface 虚表的指针（如所见 here，构造 Interface 给出相同的第一个字节）。

如果您启用优化，那么由于 Interface 什么都不做，Interface::~Interface 也可以优化为无操作，并且您会看到打印的第一个字节相同。