C++の仮想コンストラクタを徹底解説！コンストラクタをvirtualにできない理由と仮想デストラクタの重要性

C++における仮想関数の仕組み（仮想機構）は、基底クラスのポインタが派生クラスのオブジェクトを指している場合にのみ正しく機能します。

そしてC++では、コンストラクタを仮想関数（virtual）にすることはできません。その理由は、クラスのコンストラクタが実行される時点では、メモリ上にまだ仮想関数テーブル（vtable）が存在せず、仮想ポインタ（vptr）も定義されていないためです。仮想機構そのものが動作する前提となる情報がまだ用意されていない段階でコンストラクタは呼ばれるため、コンストラクタは常に非仮想（non-virtual）である必要があります。

一方で、デストラクタを仮想関数にすること（仮想デストラクタ）は可能であり、ポリモーフィズムを利用するクラス設計では非常に重要です。

サンプルコード

以下の例では、基底クラスbに仮想デストラクタを定義し、基底クラスのポインタ経由で派生クラスのオブジェクトを削除しています。

#include<iostream>
using namespace std;
class b {
    public:
        b() {
            cout<<"Constructing base \n";
        }
        virtual ~b() {
            cout<<"Destructing base \n";
        }
};
class d : public b {
    public:
        d() {
            cout<<"Constructing derived \n";
        }
        ~d() {
            cout<<"Destructing derived \n";
        }
};
int main(void) {
    d *derived = new d();
    b *bptr = derived;
    delete bptr;
    return 0;
}

実行結果

Constructing base
Constructing derived
Destructing derived
Destructing base

実行結果の解説

コンストラクタは、基底クラス→派生クラスの順に呼び出されます。これは通常のオブジェクト生成と同じ流れです。

注目すべきは削除時の動作です。delete bptr;のように基底クラスのポインタ経由でオブジェクトを削除しても、デストラクタは「派生クラス→基底クラス」の順で正しく呼び出されています。これは基底クラスbのデストラクタにvirtualが付いているためです。

もしデストラクタが仮想関数でなかった場合、このコードでは派生クラスdのデストラクタが呼び出されず、リソースの解放漏れ（メモリリーク）や未定義動作を引き起こす可能性があります。基底クラスのポインタ経由で派生クラスのオブジェクトを扱う設計では、必ずデストラクタをvirtualに宣言するようにしましょう。