c++内存管理和模板

C语言malloc calloc和realloc的弊端

C语言的这三个函数对于内置类型的处理是还可以的，但是对自界说类型就无法处理了，由于c++自界说类型在初始化的时候是主动调用构造函数的，而C语言的这三个函数是无法初始化内置类型的，于是我们下面要先容new和delete两个关键字，以是在用new创造空间时，会主动调用构造函数，在用delete释放空间时，会主动调用析构函数
new和delete

new和delete的用法

operator new和operator delete实际上是通过malloc和free开启空间，只是new在申请新空间的时候，对于自界说类型会调用默认构造函数，delete在释放自界说类型的空间的时候，会先调用自界说类型的析构函数，然后再free掉这块空间
此外，new和malloc不一样，malloc失败后会返回空，而new不会返回空，若申请空间失败了，如果用户有实行相应措施，则它会调用相应措施，继续申请，如果没有，它会抛非常

1. const int N=100;
2. class stack
3. {
4.         stack(int capacity=4)
5.         {
6.                 _capacity=capacity;
7.                 _size=0;
8.                 arr=new int[_capacity];
9.         }
10.         ~stack()
11.         {
12.                 free(arr);
13.                 _capacity=_size=0;
14.         }
15. private:
16.         int* arr;
17.         int _capacity;
18.         int _size;
19. };
20. stack* func(int n=10)
21. {
22.         stack* pst=new stack;
23.         return pst;
24. }
25. int main()
26. {
27.         int capacity=N;
28.         int* arr1=new int[capacity];//开辟数组 new datatype[]的方括号里面是完成对n个对象的调用申请
29.         delete[] arr1;
30.         //
31.         stack* pst=func(N);
32.         delete pst;//析构函数先把stack里的arr释放掉，delete再释放掉pst指向的空间
33. }

复制代码

如果你想捕获非常，可以用以下代码

1. int main()
2. {
3.         try
4.         {
5.                 char* p=new char[0x7fffffff];//可更换
6.                 //即使是一个函数，也可以在异常处中断，跳到catch
7.         }
8.         catch(const exception& e)
9.         {
10.                 cout<<e.what()<<endl;
11.         }
12.         return 0;
13. }

复制代码

不匹配题目

有时候我们会malloc，new，free，delete，new[ ],delete[ ]混着用，这是会出题目的

1. class V
2. {
3. public:
4.         stack(int a=1)
5.         :_a(a)
6.         {}
7.         //但一旦我加上析构函数，这里就会报错了
8. private:
9.         int _a;
10. };
11. int main()
12. {
13.         stack* pst=new stack;
14.         free(pst);//会报错，因为内存泄漏
15.         delete(pst);//正常
16.         A* pA=new A[10];
17.         //free(pA);//报错
18.         //delete pA;//报错
19.         delete[]pA;
20. }

复制代码

为什么有了析构函数就会报错呢？由于在new 出n个空间的时候，编译器会在空间前面加四个字节，用来存储对象的个数，但是只返回cur的位置

我们在申请内存的时候不能只申请一部门，如果上面用free大概delete的话，会从cur位置开始释放，而不是从最开始位置开始释放，只有delete[ ]会往前偏移四个字节，至于为什么有析构函数编译器就会报错的题目，编译器在没有析构函数的时候会主动去优化，而有析构函数的时候不得不实行，然后就报错了
定位new

构造函数不能显式调用，析构函数可以显式调用，如果我们一定要调用构造函数的话，可以用下面这种方法

1. class stack
2. {
3. public:
4.         stack(int capacity=4)
5.         {
6.                 _capacity=capacity;
7.                 _size=0;
8.                 arr=new int[_capacity];
9.         }
10. private:
11.         int* arr;
12.         int _size;
13.         int _capacity;
14. };
15. int main()
16. {
17.         stack* pst1=new stack;
18.         pst1->stack();//不允许
19.         new(pst1)stack();//定位new
20.         return 0;
21. }

复制代码

malloc，new，free，delete的区别

1.malloc和free是函数，而new和delete是操作符
2.malloc申请的空间不会初始化，而new开发的空间会初始化
3.malloc申请空间的时候，必要手动计算申请空间，而new只必要在new后面加上类型，若有多个，则可以在类型后面加上[数目]
4.malloc返回的类型是void*，必要强转，而new不必要强转，由于new后面跟着的就是空间类型
5.malloc失败后会返回空，而new失败后会报错，必要捕获非常
6.malloc和free在使用的时候只会开发空间，而new在使用的时候会先开空间，再调用构造函数，而delete会先调用析构函数，再去释放空间
泛型编程

泛型编程就是针对广泛的类型去编程，我们在实现交换函数swap的时候每次都只能实现一种类型的交换，固然说我们用函数重载可以办理一部门的题目，但仍然存在着缺陷,由于他们内部的逻辑都是一样的，只有类型不一样，但又不得不写，就会显得代码很繁琐

1. void swap(int& a1,int& a2)
2. {
3.         int tmp=a1;
4.         a1=a2;
5.         a2=tmp;
6. }
7. void swap(char& a1,char& a2)
8. {
9.         char tmp=a1;
10.         a1=a2;
11.         a2=tmp;
12. }
13. void swap(double& a1,double& a2)
14. {
15.         double tmp=a1;
16.         a1=a2;
17.         a2=tmp;
18. }

复制代码

如果我们有函数模板就可以办理这个题目
函数模板

1. template<class T>
2. void swap(T& a1,T& a2)
3. {
4.         T tmp=a1;
5.         a1=a2;
6.         a2=tmp;
7. }
8. int main()
9. {
10.         int a1=1,a2=2;
11.         double b1=1.0,b2=2.0;
12.         swap(a1,a2);//隐式实例化
13.         swap(b1,b2);
14. }

复制代码

我们去用不同类型调试的时候会发现它都进入了同一个函数代码，但实际上它进去的是编译器通过T模板实例化后的函数，以是他们调用的是不一样的函数，如果你进入函数反汇编去看，你会发现这两个swap函数的汇编代码有一句不一样，一个是swap< int >(地点)，另一个是swap< double >(地点)
类模板

我们在写一些类的时候，比如说栈，有时候我们栈只能写一个int类型，然后拷贝一份再写一个double类型，但内部的逻辑都是一样的，会很贫苦，以是类也引进了类模板

1. template<class T>
2. class stack
3. {
4. public:
5.         stack(int capacity=4)
6.         :_size(0)
7.         ,_capacity(capacity)
8.         {
9.                 arr=new T[_capacity];
10.         }
11.         ~stack()
12.         {
13.                 delete[] arr;
14.                 _size=_capacity=0;
15.         }
16. private:
17.         T* arr;
18.         int _size;
19.         int _capacity;
20. };
21. //我们在使用的时候在类的后面要加入模板类型
22. int main()
23. {
24.         stack<int> st1;
25.         stack<double> st2;//显式实例化
26.         return 0;
27. }

复制代码

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