📚 Pré-requisitos Teóricos: este projeto aplica conceitos ensinados em Especialização em Sistemas com C++. Recomendado revisar antes de começar.

⚙️ Simulador de Física com C++23 & Padrão RAII

v1.0 — C++23 Moderno, Idioma RAII, Smart Pointers e Move Semantics

Trilha de Especialização Pedagógica — Projeto 1 de 4

• ➡️ v1 (este): Simulador de Física · C++23 · RAII · std::unique_ptr · Move Semantics
• v2: Engine Multithreaded com std::jthread & Lock-Free Queues
• v3: Renderizador Gráfico 3D com Vulkan / OpenGL Moderno
• v4: SIMD Intrinsics (AVX-512) & Otimizações de Baixa Latência

🎓 Nível Profissional Simulado: Engenheiro de C++ Moderno / Game Engine Developer. O C++ moderno (C++20/C++23) abandonou os perigosos ponteiros crus e o delete manual. Hoje, a indústria de jogos AAA, finanças de alta frequência (HFT) e veículos autônomos exige RAII, Smart Pointers e Move Semantics para garantir velocidade máxima sem riscos de vazamento.

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🎯 Objetivo & Escopo do Projeto

Construir um Simulador de Corpos Rígidos e Gravidade em C++23 Moderno, aplicando o princípio fundamental do RAII (Resource Acquisition Is Initialization) com std::unique_ptr e std::vector, implementando cálculo vetorial em ponto flutuante e transferência de posse via Move Semantics (std::move).

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🧑‍💼 Fase 1 — Levantamento de Requisitos

O Briefing do Cliente (Líder Técnico de Game Engine)

“Nossa engine de física não pode usar new e delete soltos no código porque exceções estavam causando vazamentos graves. Queremos um subsistema de partículas e corpos celestes em C++23 que gerencie os objetos através do idioma RAII e Smart Pointers (std::unique_ptr), calcule trajetórias e velocidades a cada frame (tick) e seja 100% à prova de vazamentos mesmo se ocorrer uma exceção.”

Requisitos Funcionais (RF) e Não-Funcionais (RNF)

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📋 Fase 2 — Backlog & User Stories

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🌿 Fase 3 — Engenharia em Equipe (Git Flow & Setup)

# Branch da funcionalidade
git checkout -b feature/US01-cpp23-raii-physics

# Compilar com g++ moderno
g++ -std=c++23 -O3 -Wall -Wextra main.cpp -o physics_sim && ./physics_sim

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🛠️ Fase 4 — Implementação Guiada (main.cpp)

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

class CorpoFisico {
public:
    double x, y, vx, vy;
    CorpoFisico(double x, double y, double vx, double vy) : x(x), y(y), vx(vx), vy(vy) {}
    ~CorpoFisico() { std::cout << "Corpo destruido deterministicamente via RAII.
"; }

    void atualizar(double dt) {
        x += vx * dt;
        y += vy * dt;
    }
};

int main() {
    std::vector<std::unique_ptr<CorpoFisico>> cena;
    cena.push_back(std::make_unique<CorpoFisico>(0.0, 0.0, 10.0, 5.0));

    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        cena[0]->atualizar(0.1);
        std::cout << "Frame " << i << ": Posicao = (" << cena[0]->x << ", " << cena[0]->y << ")
";
    }
    return 0; // Memoria liberada automaticamente ao destruir o vetor cena!
}

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🚀 Como Executar no Laboratório

1. Abra o terminal na pasta deste projeto

No seu editor/IDE, abra a pasta deste projeto (File > Open Folder) ou navegue via terminal:

cd sistemas_cpp_01_simulacao_raii

2. Execute a aplicação ou testes

g++ -std=c++20 -O2 src/main.cpp -o app && ./app

[!TIP] Dica para execução a partir da raiz do repositório: Se você abriu o repositório completo no VS Code, basta navegar até a pasta antes de executar: cd proj_aplicacoes_full_stack/projetos/sistemas_cpp_01_simulacao_raii`

🧭 Decisões de Arquitetura (ADRs)

• ADR 001: Adoção de std::unique_ptr e std::make_unique para segurança de exceção e eliminação de ponteiros crus.

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🧪 Testes de Validação & Asserções

assert(cena[0]->x > 0.0); // Validacao de integridade fisica

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✅ Checkpoint Final

1. Aplicação compilada em C++23 com otimização -O3.
2. Padrão RAII garantindo desalocação automática dos objetos.