目录

一、C/C++中程序的内存区域划分

为什么会存在内存区域划分？

二、new关键字

1、内置类型的new/delete使用方法：

2、new和delete的本质

3、常见面试题——malloc/free和new/delete的区别

三、模版

1、泛型编程

2、函数模版

（1）、引言

（2）、概念

3、模版原理

4、模版的实例化

5、类模版

6、匹配调用规则：

7、类模板注意事项：

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一、C/C++中程序的内存区域划分

为什么会存在内存区域划分？

因为不同数据有不同的存储需求，各区域满足不同的需求。

例如：

（1）、一些临时变量，局部变量存储在栈区

（2）、常用数据结构或一些算法（如归并排序）中会用到动态内存开辟，该内存是在堆区申请。

（3）、全局变量、静态变量存储在数据段（静态区）。

（4）、一些只读数据，如字符常量、可执行代码（指令）存储在代码段（常量区）。

二、new关键字

 C语言中动态内存管理方式使用malloc/calloc/realloc/free函数来实现，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、内置类型的new/delete使用方法：

	//动态申请一个int型
	int* a = new int;

	//动态申请一个int型，并初始化为10
	int* a1 = new int(10);

	//动态申请一个int型数组
	int* arr1 = new int[10];
	
	//动态申请一个int型数组，并初始化
	int* arr2 = new int[3] {1, 2, 3};

	//若为完全初始化，则后面的值会默认初始化为0
	int* arr3 = new int[10] {1, 2, 3};

	//每new一个变量，用完后一定要delete
	delete a;
	delete a1;
	//注意数组的区别
	delete[] arr1;
	delete[] arr2;
	delete[] arr3;

注意：使用new未初始化时，不会有默认值，而是随机值。

2、new和delete的本质

new的本质是为了解决动态申请的自定义类型对象的初始化问题。

因为C语言中malloc函数不能给自定义类型进行初始化：

	//malloc不能给自定义类型初始化
	A* p1 = (A*)malloc(sizeof(A));

所以这时就可以用new和delete：

（1）、new的本质：开空间+调用构造函数初始化；

（2）、delete的本质：先调用析构函数+释放空间。

如下：

	//new给自定义类型初始化
	//调用默认构造函数
	A* p2 = new A();
	//调用带参数构造函数
	A* p3 = new A(1);

	//给对象数组初始化
	//（1）、有名对象
	A aa1, aa2, aa3;
	A* arr1 = new A[3]{ aa1,aa2,aa3 };
	//（2）、匿名对象
	A* arr2 = new A[3]{ A(),A(),A()};
	//（3）、隐式类型转换
	A* arr3 = new A[3]{ 1,2,3 };

注意：

（1）、内置类型的底下申请释放，new和malloc除了用法上，没有区别；

（2）、malloc申请失败会返回NULL，而new申请失败会抛异常；

3、常见面试题——malloc/free和new/delete的区别

从用法+原理角度区分：

malloc/free和new/delete

共同点是：都是从堆上申请空间，并且需要用户手动释放。

不同点是：

1. malloc和free是函数，new和delete是操作符

2. malloc申请的空间不会初始化，new可以初始化

3. malloc申请空间时，需要手动计算空间大小并传递，new只需在其后跟上空间的类型即可， 如果是多个对象，[]中指定对象个数即可

4. malloc的返回值为void*, 在使用时必须强转，new不需要，因为new后跟的是空间的类型

5. malloc申请空间失败时，返回的是NULL，因此使用时必须判空，new不需要，但是new需 要捕获异常

6. 申请自定义类型对象时，malloc/free只会开辟空间，不会调用构造函数与析构函数，而new 在申请空间后会调用构造函数完成对象的初始化，delete在释放空间前会调用析构函数完成 空间中资源的清理。

三、模版

1、泛型编程

泛型编程通俗来讲就是写跟具体类型无关的代码，广泛的编程。是代码复用的一种手段。模板是泛型编程的基础。

2、函数模版

（1）、引言

我们以交换函数为例，看下列代码：

void Swap(int& p1, int& p2)
{
	int tmp = p1;
	p1 = p2;
	p2 = p1;
}

void Swap(char& p1, char& p2)
{
	char tmp = p1;
	p1 = p2;
	p2 = p1;
}

void Swap(double& p1, double& p2)
{
	double tmp = p1;
	p1 = p2;
	p2 = p1;
}

这是用函数重载的知识，但函数重载也有不好的地方：

1. 重载的函数仅仅是类型不同，代码复用率比较低，只要有新类型出现时，就需要用户自己增加对应的函数。

2. 代码的可维护性比较低，一个出错可能所有的重载均出错。

正如上述各函数，我们发现好像只有类型不同，这时我们就可以用模版来减少代码的冗余。

（2）、概念

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。

格式：

template<typename T1, typename T2,......,typename Tn>

返回值类型 函数名(参数列表){}

例如上述代码，我们可以写成：

template<typename T>

void Swap(T& p1, T& p2)
{
	T tmp = p1;
	p1 = p2;
	p2 = tmp;
}

当有多种类型时，就可以写多个typename（或class）：

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)

3、模版原理

注意一点：

模版处只有一个函数，为什么会是调用的两个函数？这就是模版的原理所造成的现象：

原理：

函数模板是一个蓝图，它本身并不是函数，是编译器用使用方式产生特定具体类型函数的模具。所以其实模板就是将本来应该我们做的重复的事情交给了编译器。

在编译器编译阶段，对于模板函数的使用，编译器需要根据传入的实参类型来推演生成对应类型的函数以供 调用。比如：当用double类型使用函数模板时，编译器通过对实参类型的推演，将T确定为double类型，然 后产生一份专门处理double类型的代码，对于字符类型也是如此。