为什么,真的,删除不完整的类型是未定义的行为？

Question

考虑用来解释一下这个典型的例子并不与前向声明做:

//in Handle.h file
class Body;

class Handle
{
   public:
      Handle();
      ~Handle() {delete impl_;}
   //....
   private:
      Body *impl_;
};

//---------------------------------------
//in Handle.cpp file

#include "Handle.h"

class Body 
{
  //Non-trivial destructor here
    public:
       ~Body () {//Do a lot of things...}
};

Handle::Handle () : impl_(new Body) {}

//---------------------------------------
//in Handle_user.cpp client code:

#include "Handle.h"

//... in some function... 
{
    Handle handleObj;

    //Do smtg with handleObj...

    //handleObj now reaches end-of-life, and BUM: Undefined behaviour
} 

我从标准中了解到这个案例正朝向UB,因为Body的析构函数是非常重要的.我想要了解的是这个的根本原因.

我的意思是,问题似乎是由Handle的dtor内联的事实"触发",因此编译器执行类似下面的"内联扩展"(这里几乎是伪代码).

inline Handle::~Handle()
{
     impl_->~Body();
     operator delete (impl_);
}

在Handle_user.cppHandle实例被销毁的所有翻译单元中(仅在这种情况下),对吗？我只是无法理解这一点:好的,当生成上面的内联扩展时,编译器没有Body类的完整定义,但是为什么它不能简单地让链接器解决这个impl_->~Body()问题,所以让它调用Body的析构函数在其实现文件中实际定义的函数？

换句话说:我理解在Handle破坏时,编译器甚至不知道Body是否存在(非平凡的)析构函数,但为什么它不能像往常那样执行,那就是留下一个链接器填充的"占位符",如果该函数真的不可用,最终会有一个链接器"未解析的外部"？

我在这里错过了一些大事(在那种情况下抱歉这个愚蠢的问题)？如果情况并非如此,我只是想了解这背后的理由.

Answer 1

要结合几个答案并添加我自己的答案,没有类定义,调用代码不知道:

• 该类是否具有声明的析构函数,或者是否使用默认的析构函数,如果是,则默认的析构函数是否是微不足道的,
• 是否可以使用析构函数访问析构函数,
• 存在哪些基类并具有析构函数,
• 析构函数是否是虚拟的.虚函数调用实际上使用与非虚函数不同的调用约定.编译器不能只是"发出代码来调用~Fody",并让链接器稍后计算出细节,
• (这只是,感谢GMan)是否delete为课程超载.

由于某些或所有这些原因,您不能在不完整类型上调用任何成员函数(另外一个不适用于析构函数的成员函数 - 您不会知道参数或返回类型).析构函数也不例外.所以当你说"为什么它不能像往常那样做？"时,我不确定你的意思.

正如您所知,解决方案是Handle在TU中定义析构函数,该析构函数具有定义的Body相同位置,您定义Handle调用函数或使用其数据成员的每个其他成员函数Body.然后在delete impl_;编译点,所有信息都可用于发出该调用的代码.

请注意,标准实际上是,5.3.5/5:

如果被删除的对象在删除时具有不完整的类类型,并且完整的类具有非平凡的析构函数或释放函数,则行为是未定义的.

我认为这样你就可以删除一个不完整的POD类型,就像free在C中一样.但是如果你尝试的话,g ++会给你一个非常严厉的警告.

Answer 2

它不知道析构函数是否公开.

Answer 3

调用虚方法或非虚方法是两回事.

如果调用非虚方法,编译器必须生成执行此操作的代码:

• 将所有参数放在堆栈上
• 调用该函数并告诉链接器它应该解析该调用

由于我们讨论的是析构函数,因此没有任何参数可以放在堆栈上,因此看起来我们可以简单地执行调用并告诉链接器解析调用.不需要原型.

但是,调用虚方法完全不同:

• 将所有参数放在堆栈上
• 获取实例的vptr
• 从vtable获得第n个条目
• 调用此第n个入口指向的函数

这完全不同,因此编译器必须知道您是在调用虚方法还是非虚方法.

第二个重要的事情是编译器需要知道在vtable中找到虚方法的位置.为此,它还需要具有类的完整定义.