面试题：C++ 类与对象代码复用的高级应用及内存管理

设计思路

内存管理：使用智能指针来管理Shape对象，以避免手动内存管理带来的内存泄漏风险。std::unique_ptr 适合独占所有权的场景，而 std::shared_ptr 适用于共享所有权的情况。这里由于ShapeContainer将管理Shape对象的生命周期，使用std::unique_ptr即可。
代码复用方式：选择组合方式，在ShapeContainer类中包含一个容器（如std::vector）来存储Shape对象的智能指针。这种方式相比于继承更加灵活，因为继承是一种“是一种”的关系，而ShapeContainer并不是一种Shape，而是“包含”多种Shape，组合更符合这种关系。
功能实现：
- 添加Shape对象：在ShapeContainer类中提供一个函数，接受std::unique_ptr<Shape>参数，并将其添加到容器中。
- 删除特定Shape对象：提供一个函数，通过某种标识（如索引或特定条件）找到要删除的Shape对象，并从容器中移除。
- 遍历绘制所有Shape对象：遍历容器，调用每个Shape对象的draw函数。

核心代码

#include <iostream>
#include <memory>
#include <vector>

// 基类Shape
class Shape {
public:
    virtual void draw() const = 0;
    virtual ~Shape() = default;
};

// 派生类Circle
class Circle : public Shape {
public:
    void draw() const override {
        std::cout << "Drawing a Circle" << std::endl;
    }
};

// 派生类Rectangle
class Rectangle : public Shape {
public:
    void draw() const override {
        std::cout << "Drawing a Rectangle" << std::endl;
    }
};

// ShapeContainer类
class ShapeContainer {
private:
    std::vector<std::unique_ptr<Shape>> shapes;

public:
    // 添加Shape对象
    void addShape(std::unique_ptr<Shape> shape) {
        shapes.emplace_back(std::move(shape));
    }

    // 删除特定Shape对象（通过索引）
    void removeShape(size_t index) {
        if (index < shapes.size()) {
            shapes.erase(shapes.begin() + index);
        }
    }

    // 遍历绘制所有Shape对象
    void drawAll() const {
        for (const auto& shape : shapes) {
            shape->draw();
        }
    }
};

避免内存泄漏

智能指针的使用：使用std::unique_ptr来管理Shape对象，std::unique_ptr在其析构时会自动释放所指向的对象。当ShapeContainer对象被销毁时，其包含的std::vector会销毁其中所有的std::unique_ptr，进而释放对应的Shape对象，避免了手动释放内存带来的遗漏和错误。
正确的资源管理流程：在添加Shape对象时，使用std::move将std::unique_ptr的所有权转移到ShapeContainer的std::vector中，确保资源的正确转移和唯一所有权。在删除Shape对象时，std::vector的erase操作会自动调用std::unique_ptr的析构函数，释放相应的Shape对象。

不同代码复用方式对整体架构的影响

继承：如果使用继承，ShapeContainer将从Shape继承，这意味着ShapeContainer也是一种Shape，这与实际需求不符。此外，继承会导致ShapeContainer拥有Shape的所有接口和状态，增加了不必要的复杂性，并且在管理多种Shape对象时不够灵活。例如，如果需要添加新的Shape类型，继承方式需要在ShapeContainer类中添加更多的处理逻辑，违反了开闭原则。
组合：通过组合方式，ShapeContainer只需要关心如何管理Shape对象，而不需要继承Shape的接口和状态。这种方式更加灵活，易于扩展。当有新的Shape类型添加时，只需要在外部创建该Shape类型的std::unique_ptr并添加到ShapeContainer中，ShapeContainer本身不需要修改，符合开闭原则。同时，组合方式使得ShapeContainer和Shape之间的耦合度降低，提高了代码的可维护性和可复用性。

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面试题：C++ 类与对象代码复用的高级应用及内存管理

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避免内存泄漏

不同代码复用方式对整体架构的影响