Learning C++ (Day 2)

1. 智能指针 unique_ptr

std::unique_ptr<Shape> p = std::make_unique<Circle>(); 与Shape* p = new Circle(); 在底层调用多态函数时的行为完全一致，但在生命周期管理、异常安全、所有权表达及工程防错上有着本质区别。

std::unique_ptr vs 裸指针（多态场景对比）

维度	Shape* p = new Circle();（裸指针）	std::unique_ptr<Shape> p = std::make_unique<Circle>();（智能指针）
生命周期	手动管理：必须显式编写 delete p;，极易遗忘导致泄漏	RAII 自动管理：离开所在作用域（{}）自动释放，零泄漏
异常安全	差：提前 return 或中途抛出异常，delete 被跳过即泄漏	强：栈展开（Stack Unwinding）保证必定触发析构与释放
所有权语义	模糊：无法表达是“拥有者（Owner）”还是“借用者（Borrower）”	清晰独占：明确表达独占该资源，禁止拷贝，仅支持所有权移动（Move-only）
防错能力	低：允许随意浅拷贝，极易造成悬垂指针（Dangling Pointer）与重复释放（Double-Free）	高：编译器直接拦截拷贝构造/赋值，从源头杜绝多次释放
性能/空间开销	64 位平台占 8 字节	零开销抽象：同样仅占 8 字节，无引用计数，内联后机器码与原生指针相同
基类虚析构	必须具备：缺失 virtual ~Base() 触发未定义行为（UB）	必须具备：默认删除器底层仍执行 delete，同样依赖基类虚析构

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核心工程实践准则

1. 拥有即管理：堆对象创建与所有权持有统一使用 std::make_unique<Derived>()，业务代码杜绝裸 new / delete。
2. 借用不接管：仅需访问对象接口时，函数形参使用 const Base&（推荐）或 Base*（允许空值），不传递智能指针所有权。
3. 致命共性约束：多态基类析构函数必须显式声明为虚析构（virtual ~Base() = default;），智能指针无法替你规避非虚析构的 UB。

2. 纯虚函数 && 抽象类

什么是纯虚函数？在声明虚函数时，在函数声明的末尾加上 = 0，它就成了纯虚函数。纯虚函数没有具体的实现代码（或者说不需要在基类中强制实现），它只定义了函数的名称、参数和返回值类型。
在 C++ 标准中，只要一个类拥有（声明或继承且未实现的）至少一个纯虚函数，它就必然是抽象类。

#include <iostream>

// 抽象类：含纯虚函数，不能实例化
class Animal {
public:
    virtual void speak() = 0; // 纯虚函数
    virtual ~Animal() = default;
};

// 派生类：必须实现 speak
class Dog : public Animal {
public:
    void speak() override {
        std::cout << "汪汪!\n";
    }
};

int main() {
    // Animal a;      // ❌ 编译报错：抽象类不能直接创建对象

    Dog dog;
    Animal* p = &dog; // ✅ 允许使用抽象类指针/引用
    p->speak();       // 运行时多态：输出 "汪汪!"
}