面试题：C++纯虚函数在多态接口设计中的深入应用

在主函数中创建指针数组并调用 move 函数实现多态效果

#include <iostream>

// 抽象类 Character
class Character {
public:
    // 纯虚函数 move
    virtual void move() = 0;
};

// Warrior 派生类
class Warrior : public Character {
public:
    void move() override {
        std::cout << "Warrior moves with sword slashing." << std::endl;
    }
};

// Mage 派生类
class Mage : public Character {
public:
    void move() override {
        std::cout << "Mage moves with teleportation." << std::endl;
    }
};

int main() {
    // 创建 Character 指针数组
    Character* characters[2];

    // 存储不同类型角色对象的指针
    characters[0] = new Warrior();
    characters[1] = new Mage();

    // 通过数组调用 move 函数实现多态
    for (int i = 0; i < 2; ++i) {
        characters[i]->move();
    }

    // 释放内存
    for (int i = 0; i < 2; ++i) {
        delete characters[i];
    }

    return 0;
}

纯虚函数在多态接口设计中的关键作用
- 定义统一接口：纯虚函数在抽象类中定义了一个通用的接口，比如 Character 类中的 move 纯虚函数。所有派生类（如 Warrior 和 Mage）都必须实现这个接口，这样就确保了不同类型的角色对象都有一个统一的 move 行为接口，方便在代码中以统一的方式调用，实现多态。
- 强制派生类实现特定行为：纯虚函数强制派生类提供自己的实现。这在游戏开发场景中很重要，因为不同角色（Warrior 和 Mage）的移动方式应该是不同的，通过纯虚函数，能保证每个派生类都根据自身特性实现 move 函数，从而实现多态的具体表现。
可能遇到的内存管理问题及解决方案
- 内存泄漏问题：在上述代码中，如果忘记释放 characters 数组中指针所指向的对象（即没有 delete characters[i]; 这一步），就会导致内存泄漏。因为 new 分配的内存如果不手动 delete，程序结束时这块内存不会被自动回收。
- 解决方案：
  - 手动释放内存：如代码中所示，在使用完 characters 数组中的指针后，通过 for 循环逐个调用 delete 来释放每个指针指向的对象，确保内存被正确回收。
  - 使用智能指针：可以使用 std::unique_ptr 或 std::shared_ptr 来管理动态分配的对象。例如，将 Character* characters[2]; 改为 std::unique_ptr<Character> characters[2];，然后在创建对象时使用 std::make_unique，这样智能指针会在其作用域结束时自动释放所管理的对象，有效避免内存泄漏。修改后的代码如下：

#include <iostream>
#include <memory>

class Character {
public:
    virtual void move() = 0;
};

class Warrior : public Character {
public:
    void move() override {
        std::cout << "Warrior moves with sword slashing." << std::endl;
    }
};

class Mage : public Character {
public:
    void move() override {
        std::cout << "Mage moves with teleportation." << std::endl;
    }
};

int main() {
    std::unique_ptr<Character> characters[2];
    characters[0] = std::make_unique<Warrior>();
    characters[1] = std::make_unique<Mage>();

    for (int i = 0; i < 2; ++i) {
        characters[i]->move();
    }

    // 无需手动 delete，智能指针会自动释放内存

    return 0;
}

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