Effective Modern C++ 條款 21：優先使用 make_unique / make_shared 而非直接 new

現代 C++ 強烈建議使用 std::make_unique（C++14）和 std::make_shared（C++11）創建智能指針，而非手動 new 再包裝。本條款從代碼簡潔性、異常安全、性能優化三個維度論證優勢，並闡述不適用場景與替代方案。

一、為什麼優先用 make 函數？

1. 消除代碼重複（DRY 原則）

// 使用 new：類型 Widget 出現兩次
std::unique_ptr<Widget> upw1(new Widget);
std::shared_ptr<Widget> spw1(new Widget);

// 使用 make：類型僅出現一次
auto upw2 = std::make_unique<Widget>();
auto spw2 = std::make_shared<Widget>();

減少重複降低維護成本、編譯時間與目標代碼膨脹。

2. 異常安全

考慮函數調用 processWidget(std::shared_ptr<Widget>, computePriority())，參數求值順序未定序。若先 new Widget 再 computePriority() 拋異常，裸指針洩漏。make_shared 將分配與構造融合為單一表達式，無中間裸指針狀態，天然異常安全。

// 危險：可能洩漏
processWidget(std::shared_ptr<Widget>(new Widget), computePriority());

// 安全：make_shared 保證無洩漏
processWidget(std::make_shared<Widget>(), computePriority());

make_unique 同理。

3. 性能優勢（make_shared 專屬）

• 單次分配：make_shared 將對象與控制塊放在同一塊內存，僅需一次堆分配；new + shared_ptr 需兩次（對象 + 控制塊）。
• 代碼體積更小：僅調用一次分配函數。
• 局部性更好：對象與引用計數相鄰，缓存友好。

std::allocate_shared 同享此優勢。

二、不適用場景與替代方案

三、無法使用 make 時的異常安全手動寫法

將 new 與智能指針構造放在單獨語句，避免編譯器在兩者間插入其他求值：

// 需自定義刪除器
std::shared_ptr<Widget> spw(new Widget, customDeleter); // 單一語句
processWidget(std::move(spw), computePriority());      // 移動語義避免拷貝引用計數開銷

• 單語句保證 new 與構造原子性，異常時刪除器會被調用。
• 用 std::move 傳遞右值，避免 shared_ptr 拷貝的原子增減開銷。

四、C++11 手寫 make_unique

標準庫 C++14 才提供，C++11 可自行實現簡易版：

template<typename T, typename... Args>
std::unique_ptr<T> make_unique(Args&&... args) {
    return std::unique_ptr<T>(new T(std::forward<Args>(args)...));
}
// 注意：勿放入 std 命名空間，避免升級 C++14 時衝突

五、總結：必記三點

1. make_unique/make_shared 消除代碼重複、提升異常安全、make_shared 更有性能優勢。
2. 不適用場景：自定義刪除器、大括號初始化、自定義 operator new/delete 的類、大對象配合長壽 weak_ptr。
3. 若必須手動 new，請在單獨語句中完成分配與構造，並用 std::move 傳遞右值以保持效率。