C++内存管理和简单模板

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前言

一.内存管理

1.new? ?delete操作符

对内置类型

对自定义类型

2.operator new与operator delete函数

3.定位new

二.模板

1.函数模板

2.类模板

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前言

????????C++是一种通用编程语言，支持面向对象、过程性和泛型编程。在C++中，内存管理和模板是两个重要的概念，它们分别涉及到程序的运行时性能和代码的通用性。

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一.内存管理

????????C语言内存管理方式在C++中可以继续使用，但有些地方就无能为力，而且使用起来比较麻烦，因此C++又提出了自己的内存管理方式：通过new和delete操作符进行动态内存管理。

1.new? ?delete操作符

对内置类型

比如

// 动态申请一个int类型的空间
int* ptr4 = new int;

// 动态申请一个int类型的空间并初始化为10
int* ptr5 = new int(10);

// 动态申请10个int类型的空间
int* ptr6 = new int[3];

delete ptr4;
delete ptr5;
delete[] ptr6;

注意：申请和释放单个元素的空间，使用new和delete操作符，申请和释放连续的空间，使用 new[]和delete[]，两者不能混用

对自定义类型

C++的很多东西都是针对自定义类型实现的

比如这个

class A
{
public:
    A()
    {
        cout<<"A()"<<endl;
    }
    ~A()
    {
        cout<<"~A()"<<endl;
    }
    int a;
};
int main()
{
    A* a=new A[3];
    delete[] a;
}

在对自定义类型new时会自动调用类的构造函数,而delete会调用类的析构函数

2.operator new与operator delete函数

????????new和delete是用户进行动态内存申请和释放的操作符，operator new 和operator delete是 系统提供的全局函数，new在底层调用operator new全局函数来申请空间，delete在底层通过 operator delete全局函数来释放空间。

这两个函数不会调用类构造函数和析构函数,比如

class A
{
public:
    A()
    {
        cout<<"A()"<<endl;
    }
    ~A()
    {
        cout<<"~A()"<<endl;
    }
    int a;
};
int main()
{
    A* a=(A*)operator new(sizeof(A));
    cout<<endl;
    operator delete[](a);
}

3.定位new

????????定位new表达式是在已分配的原始内存空间中调用构造函数初始化一个对象

比如

这样就显式调用了A的构造函数

然而构造函数不能直接显示调用,而析构函数却可以显式调用

定位new的用途不再这里,后面再细讲

二.模板

1.函数模板

????????函数模板代表了一个函数家族，该函数模板与类型无关，在使用时被参数化，根据实参类型产生函数的特定 类型版本。?函数模板格式 template 返回值类型 函数名(参数列表){}

注意：typename是用来定义模板参数关键字，也可以使用class(切记：不能使用struct代替class)

比如这个交换函数

template<class T>
void swap(T&a,T&b)
{
    T c=a;
    a=b;
    b=c;
}
int main()
{
   int a=1,b=2;
   char c='a',d='b';
   swap<int>(a,b);
   swap<char>(c,d);
   cout<<a <<" "<<b<<endl;
   cout<<c<<" "<<d<<endl;
}

2.类模板

定义格式

template<class T1, class T2, ..., class Tn>
class 类模板名
{
 // 类内成员定义
}; 

????????类模板实例化与函数模板实例化不同，类模板实例化需要在类模板名字后跟<>，然后将实例化的类型放在<> 中即可，类模板名字不是真正的类，而实例化的结果才是真正的类,比如这个类

template<class TreeType>
class TreeNode
{
public:
	TreeNode(TreeType x);
	int Height();
	~TreeNode();
	void InOrder();

private:
	TreeType _val;
	int _height;
	TreeNode<TreeType>* _left;
	TreeNode<TreeType>* _right;
};