为何仅前向声明Data时实例化unique_ptr<Data>会编译报错？

首先来看你提供的代码：

#include <memory>
class Data;
std::unique_ptr<Data> p; 
//class Data{}; // not working without this
int main(){}

用g++-5编译这段代码时，会触发错误：

invalid application of ‘sizeof’ to incomplete type ‘Data’

这个问题的核心在于std::unique_ptr的设计特性——它是独占式智能指针，需要全权负责所指向对象的内存释放，而这依赖于类型的完整定义：

• 当编译器处理std::unique_ptr<Data> p;时，需要为这个智能指针生成析构逻辑。因为unique_ptr的析构函数会调用delete操作符来销毁对象，而delete需要知道两个关键信息：
  1. 对象的大小（通过sizeof(Data)计算），才能正确释放对应大小的内存块；
  2. Data的析构函数实现（哪怕是编译器生成的默认析构），才能完成对象的资源清理。

仅通过前向声明class Data;，编译器只知道“存在一个名为Data的类型”，但完全不知道它的大小、成员结构和析构方式——这就是所谓的“不完整类型”。此时编译器无法完成unique_ptr析构逻辑的生成，自然会抛出关于sizeof的错误。

当你取消注释class Data{};后，Data就变成了完整类型：编译器明确知道它的大小是多少，也能生成默认的析构函数。这时候std::unique_ptr所需的所有信息都齐全了，编译就能顺利通过。

额外补充一个小细节：如果unique_ptr是局部变量，且在Data的完整定义之后才声明，那么前向声明是可以正常工作的。比如：

#include <memory>
class Data; // 前向声明

int main(){
    class Data{}; // 局部作用域内的完整定义
    std::unique_ptr<Data> p; // 这里编译完全没问题
}

但你的代码中p是全局变量，编译器在处理全局变量时就需要解析完整的类型信息，所以必须在全局作用域内提供Data的完整定义。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者poljak181