基底クラスが仮想デストラクタを持てば、子クラスが非仮想デストラクタでも、孫クラスのデストラクタは呼び出されますか

Question

質問

以下のC++言語のプログラムにおいて、実行結果が

~child
~middle
~base

となることは保証された動作ですか。
~child を呼ぶには ~middle を virtual にしなければいけないのか、そうでないのか分からず、悩んでいます。

該当のソースコード

#include <iostream>

struct virtual_base {
	virtual ~virtual_base() {
		std::cout << "~base" << std::endl;
	}
};
struct middle : virtual_base {
	~middle() {
		std::cout << "~middle" << std::endl;
	}
};
struct child : middle {
	~child() {
		std::cout << "~child" << std::endl;
	}
};

int main() {
	middle *p = new child;
	delete p;
}

環境

C++17
Windows 10
Visual Studio 2019

Answer 1

言語仕様ではデストラクタは仮想として宣言された基本クラスのデストラクタをオーバーライドします、また、そのデストラクタは仮想基本クラスのデストラクタを呼び出します。

つまりこの場合は middle::~middle は virtual_base::~virtual_base をオーバーライドしますし、 child:~child は middle::~middle をオーバーライドします。 そして child:~child は middle::~middle を呼出し、middle::~middle は virtual_base::~virtual_base を呼び出すことは保証されます。

質問者が提示したソースコードの挙動は言語仕様で保証されています。

Comments

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返答遅くなり、申し訳ございません。

ご回答いただいた内容に加え、hope_mucci さんの参考先のリンク（https://teratail.com/questions/26699）にて、
「基本クラスのデストラクターがvirtual関数である場合、派生クラスのデストラクターもvirtualになる。」
の一言を加えることで動作が保証されていることが理解できました。
ご回答いただき、ありがとうございました。

Answer 2

結論から言うと、保証されていると考えてよいと思います。

デストラクタに virtual を付与した派生クラスからデストラクタに関する仮想関数テーブルが作られます。
仮想関数テーブルは派生クラスにも引き継がれます。 派生クラスのデストラクタに virtual をつけなくてもvirtual扱いになります。

参考：
https://teratail.com/questions/26699

また、デストラクタが呼ばれる順番は末端の派生先クラスから順に呼ばれていきます。

試しに、派生クラスを増やしてそれぞれのクラスからdeleteしてみます。

#include <iostream>
struct cl0 {
     ~cl0() {
        std::cout << "~cl0" << std::endl;
    }
};
struct cl1 : cl0{
     ~cl1() {
        std::cout << "~cl1" << std::endl;
    }
};
struct cl2 : cl1 {
    virtual ~cl2() {
        std::cout << "~cl2" << std::endl;
    }
};
struct cl3 : cl2 {
     ~cl3() {
        std::cout << "~cl3" << std::endl;
    }
};
struct cl4 : cl3 {
     ~cl4() {
        std::cout << "~cl4" << std::endl;
    }
};
int main() {
  std::cout << "cl1 destractor" << std::endl;  
  cl1 *p1 = new cl4;
  delete p1;
  std::cout << "cl2 destractor" << std::endl;  
  cl2 *p2 = new cl4;
  delete p2;
  std::cout << "cl3 destractor" << std::endl;  
  cl3 *p3 = new cl4;
  delete p3;
  std::cout << "cl4 destractor" << std::endl;  
  cl4 *p4 = new cl4;
  delete p4;
}

実行結果

cl1 destractor
~cl1
~cl0
cl2 destractor
~cl4
~cl3
~cl2
~cl1
~cl0
cl3 destractor
~cl4
~cl3
~cl2
~cl1
~cl0
cl4 destractor
~cl4
~cl3
~cl2
~cl1
~cl0

virtual がついているのはcl2からです。cl1クラスの変数に入れたインスタンスをdeleteする場合はcl1のデストラクタから呼ばれます。cl1には仮想関数テーブルがないのでcl1とその派生元のcl0しかデストラクタが呼ばれません。
対して、cl2からはデストラクタが仮想関数テーブルに入っています。cl3以降も virtual キーワードがついていませんが仮想関数テーブルにデストラクタが追加で入ります。cl4にはcl2,cl3,cl4のデストラクタが入っていることになります。
virtualなデストラクタを持つインスタンスがdeleteされる際は、変数の型のデストラクタではなくインスタンスの型のデストラクタが最初に呼び出されます。そのまま継承順の逆順にデストラクタが呼ばれます。cl2のデストラクタが呼ばれた際は、virtualがついていない場合と同じく基底クラスcl1のデストラクタが呼ばれます。cl1のデストラクタが呼ばれた後、virtualがついていない場合のルールにのっとりcl0のデストラクタが呼ばれます。

以上により、virtualデストラクタとなったクラスから先はインスタンスの型でデストラクタが呼ばれます。
virtualをつけるとクラスオブジェクトのサイズが大きくなるので、必要な派生先からvirtualを付けるなどの工夫が必要になると思われます。

Comments

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返答遅くなり、申し訳ございません。

参考先のリンク（https://teratail.com/questions/26699）にて、
「基本クラスのデストラクターがvirtual関数である場合、派生クラスのデストラクターもvirtualになる。」
の一言で動作が保証されていることが完全に理解できました。
ご回答いただき、ありがとうございました。