一、C++內(nèi)存管理

? ? ? ? 在C語言中我們曾學(xué)習(xí)過動態(tài)內(nèi)存管理的相關(guān)知識，通過malloc、calloc、realloc和free等對堆上的空間進行申請和釋放。在C++中我們同樣會面臨類似的需求，因此C++對動態(tài)開辟內(nèi)存的方式進行了一些調(diào)整，我們可以使用new和delete操作符來對堆空間進行空間管理。

????????①首先要明確的是new和delete的使用方法。new操作符后跟隨需要開辟空間的類型，然后會返回一個指針。delete后跟隨動態(tài)開辟出的指針并對其指向的空間進行釋放。

????????②new可以在其后使用方括號來一次性申請多個同類型的空間，此時就是使用了操作符new[]。在釋放空間的時候也應(yīng)該對應(yīng)匹配地使用delete[]來正確合理釋放空間。

? ? ? ? ③new操作符在開辟空間時可以進行初始化，對于內(nèi)置類型初始化值在類型后使用圓括號表示。對于一次申請了多個同類型空間，初始化使用大括號。如果沒有大括號則認為沒有初始化，得到的空間均為隨機值；如果初始化了但不完全，那么沒有初始化的部分會默認初始化為0。

? ? ? ? ④當(dāng)new的delete的類型為自定義對象時，則會調(diào)用其對應(yīng)的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)。

class A
{
public:A(int a, int b):_a(a),_b(b){cout << "A(int, int)" << endl;}~A(){cout << "~A(int, int)" << endl;}
private:int _a;int _b;
};
int main()
{//對于內(nèi)置類型：int* p1 = new int;	//動態(tài)申請int類型空間int* p2 = new int(2);	//使用圓括號動態(tài)申請的空間進行初始化int* p3 = new int[4];	//使用方括號標識申請的數(shù)量int* p4 = new int[6] {1, 2, 3};	//使用大括號進行初始化，不完全初始化下（new時使用了大括號），未初始化的空間默認為0delete p1;	//釋放空間使用deletedelete p2;delete[] p3;	//釋放new[]的空間，使用delete[]delete[] p4;//對于自定義類型A* pa1 = new A(1, 2);	//new自定義類型時會自動調(diào)用構(gòu)造函數(shù)進行初始化//A* pa1 = new A;	//error,因為new自定義類型時會調(diào)用構(gòu)造函數(shù)，A沒有默認構(gòu)造函數(shù)，所以會報錯A* pa2 = new A[4]{ {1,2},{2,3},{3,4},{4,5} };	//new多個自定義類型變量并初始化delete pa1;	//delete自定義類型時會自動調(diào)用析構(gòu)函數(shù)進行銷毀delete[] pa2;	//delete[]釋放new[]的空間//new的使用不需要進行檢查，當(dāng)出錯時malloc會持續(xù)進行開辟空指針，new則會拋異常return 0;
}

? ? ? ? ⑤使用new申請空間時不需要進行檢查（在C語言中我們會對malloc返回的指針進行非空檢查），因為當(dāng)開辟空間出現(xiàn)問題時，new會直接拋異常而不是返回空指針。

? ? ? ? ⑥對于new和delete，這二者是提供給我們所使用的動態(tài)內(nèi)存申請和釋放的操作符，而實際上還有操作系統(tǒng)提供的operator new和operator delete兩個全局函數(shù)。new在使用時調(diào)用了operator new來幫助自己進行空間申請，同樣的delete調(diào)用了operator delete來進行釋放空間。而operator new和operator delete兩個函數(shù)的開辟空間和釋放空間實際上又是通過調(diào)用malloc和free來實現(xiàn)的。

? ? ? ? 這樣一層層的調(diào)用看似復(fù)雜，實際上是這樣一層層的包含才有了我們可以方便使用，功能完善的new。

? ? ? ? 同理，對于new[]和delete[]而言，調(diào)用了operator new[]和operator delete[]兩個函數(shù)。然后由operator new[]和operator delete[]調(diào)用了operator new和operator delete。再然后調(diào)用了malloc和free來實現(xiàn)。

二、模板

? ? ? ? 在以往寫代碼的時候，常常會遇到針對不同類型的功能相同的函數(shù)，這些函數(shù)代碼相同區(qū)別只在于類型不同，但卻因此要寫好幾份來滿足我們的需求。C++中引入模板的概念來很好的解決這個問題。

1. 函數(shù)模板

? ? ? ? 通過提供一個函數(shù)模板，在后續(xù)使用函數(shù)的時候，只需要標明所需要的類型即可由編譯器根據(jù)我們所寫的模板生成對應(yīng)的函數(shù)。

? ? ? ? 在定義函數(shù)模板時，需要使用template關(guān)鍵字，然后使用尖括號和關(guān)鍵字typename或class來指定模板參數(shù)，該參數(shù)在使用中會由編譯器自動推演為合適的類型。具體的使用，也就是函數(shù)模板實例化有兩種方式，由編譯器自動推演或者直接顯式實例化。

? ? ? ? 當(dāng)存在函數(shù)的同時又存在模板的情況下，若參數(shù)匹配則會優(yōu)先選擇函數(shù)，否則會使用模板。如果采取顯式實例化的方式則會強制使用模板。

//函數(shù)模板
template<typename T>
void Swap(T& a, T& b)
{T tmp = a;a = b;b = tmp;
}
//模板和函數(shù)可以同時存在，調(diào)用時優(yōu)先選擇函數(shù)
//如果函數(shù)不夠匹配，則使用模板
void Swap(int& a, int& b)
{int tmp = a;a = b;b = tmp;
}
template<class T1,class T2>	//模板參數(shù)可以多個，以逗號分隔，關(guān)鍵字也可以是class
void func()
{}
int main()
{int a1 = 10, a2 = 20;cout << a1 << ' ' << a2 << endl;Swap(a1, a2);	//函數(shù)模板實例化，int類型	//使用函數(shù)cout << a1 << ' ' << a2 << endl;double d1 = 1.2, d2 = 3.7;cout << d1 << ' ' << d2 << endl;Swap(d1, d2);	//函數(shù)模板實例化，double類型	//使用模板cout << d1 << ' ' << d2 << endl;Swap<double>(d1, d2);	//函數(shù)模板顯式實例化	//顯示實例化強制使用模板cout << d1 << ' ' << d2 << endl;return 0;
}

2. 類模板

? ? ? ? 類模板和函數(shù)模板非常相似，在之后我們會頻繁接觸到類模板。需要注意的是類模板中的成員函數(shù)聲明與定義分離時需要在定義處附加模板參數(shù)列表，并且二者必須在同一文件中。

//類模板
template<class T>
class Stack
{
public:void Push(T x){}
private:T* _a;int _size;int _capacity;
};
int main()
{Stack<int> st1;	//類模板實例化Stack<double> st2;return 0;
}