如何包装指向抽象类的指针列表？

在面向对象编程中，抽象类是一种不能被实例化的类，它通常包含一个或多个纯虚函数。抽象类的主要目的是为派生类提供一个公共的接口。指向抽象类的指针列表可以用于管理和操作这些派生类的对象。

基础概念

抽象类：包含至少一个纯虚函数的类。
纯虚函数：在基类中声明但不定义的虚函数，形式为 virtual void func() = 0;。
指针列表：存储指向对象的指针的容器，如 std::vector<T*>。

类型与应用场景

类型安全：使用基类指针可以确保类型安全，避免类型转换错误。
动态绑定：运行时决定调用哪个派生类的方法。
应用场景：图形界面框架、插件系统、工厂模式等。

示例代码

假设我们有一个抽象类 Shape 和两个派生类 Circle 和 Square，我们希望创建一个指向 Shape 的指针列表。

#include <iostream>
#include <vector>

// 抽象类
class Shape {
public:
    virtual void draw() const = 0; // 纯虚函数
    virtual ~Shape() = default; // 虚析构函数
};

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

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

int main() {
    // 创建指向抽象类的指针列表
    std::vector<Shape*> shapes;

    // 添加派生类对象到列表
    shapes.push_back(new Circle());
    shapes.push_back(new Square());

    // 遍历列表并调用 draw 方法
    for (const auto& shape : shapes) {
        shape->draw();
    }

    // 清理内存
    for (auto shape : shapes) {
        delete shape;
    }

    return 0;
}

可能遇到的问题及解决方法

内存泄漏：忘记释放动态分配的内存。
- 解决方法：使用智能指针（如 std::unique_ptr 或 std::shared_ptr）来自动管理内存。

#include <memory>

int main() {
    std::vector<std::unique_ptr<Shape>> shapes;

    shapes.push_back(std::make_unique<Circle>());
    shapes.push_back(std::make_unique<Square>());

    for (const auto& shape : shapes) {
        shape->draw();
    }

    // 不需要手动释放内存
    return 0;
}